La presente tesis muestra una propuesta en la mejora del sistema de relleno para una mina subterránea, proponiendo usar como sistema de relleno, un diseño de mezcla con mortero de relave, usando como caso de investigación u aplicación una mina del centro del país. Se trabajó en el diseño de una nueva mezcla para mejorar la seguridad, la confiabilidad del sostenimiento y los gastos de operación en mina, siendo este último muy necesario para las empresas mineras. El uso del relave en la mezcla ayuda significativamente al cierre progresivo de la mina.

Con la finalidad de disminuir los problemas de inestabilidad en la explotación de la Veta Jimena, de Compañía Minera Poderosa S.A. En el presente trabajo se desarrolla la evaluación técnica-económica de aplicación de Relleno Hidráulico en esta Veta. En el análisis técnico del proyecto se ha determinado que la distribución de tamaños de partículas necesarias para el transporte de la pulpa por gravedad debe aproximarse a la curva de Talvot. La pulpa tiene un 76% de sólidos con una granulometría máxima de 3/8 de pulgada; para su transporte se utiliza tubería SCH-80 Ø4” y polietileno PN 12.5 Ø4”. Luego de analizar tres alternativas para ubicar la planta, se concluyó que la mejor alternativa es ubicar la Planta de Relleno Hidráulico en el NV-2375, debido a que la diferencia de cotas respecto al nivel más bajo de explotación es de 586 m. Adicional a esta ventaja, se cuenta con una tolva de gruesos, la cual se puede acondicionar como tolva de los agregados para el relleno hidráulico. Considerando una densidad de pulpa de 1.90 kg/L, gravedad específica de 2.65 kg/L y tubería de conducción de Ø4”, se espera alcanzar un caudal de 45 a 55 m3/hora. En la evaluación económica se determinó que se requiere una inversión inicial de capital de $ 273 692, con costo de operación mensual de $ 27 690 y un ahorro anual por encima de $ 450 000.

Con la finalidad de disminuir los problemas de inestabilidad en la explotación de la Veta Jimena, de Compañía Minera Poderosa S.A. En el presente trabajo se desarrolla la evaluación técnica-económica de aplicación de Relleno Hidráulico en esta Veta. En el análisis técnico del proyecto se ha determinado que la distribución de tamaños de partículas necesarias para el transporte de la pulpa por gravedad debe aproximarse a la curva de Talvot. La pulpa tiene un 76% de sólidos con una granulometría máxima de 3/8 de pulgada; para su transporte se utiliza tubería SCH-80 Ø4” y polietileno PN 12.5 Ø4”. Luego de analizar tres alternativas para ubicar la planta, se concluyó que la mejor alternativa es ubicar la Planta de Relleno Hidráulico en el NV-2375, debido a que la diferencia de cotas respecto al nivel más bajo de explotación es de 586 m. Adicional a esta ventaja, se cuenta con una tolva de gruesos, la cual se puede acondicionar como tolva de los agregados para el relleno hidráulico. Considerando una densidad de pulpa de 1.90 kg/L, gravedad específica de 2.65 kg/L y tubería de conducción de Ø4”, se espera alcanzar un caudal de 45 a 55 m3/hora. En la evaluación económica se determinó que se requiere una inversión inicial de capital de $ 273 692, con costo de operación mensual de $ 27 690 y un ahorro anual por encima de $ 450 000.

En la presente investigación se plantea el uso del polvo de ladrillo para ser usado como material de relleno o filler en una mezcla asfáltica reemplazando a la cal hidratada que es de uso convencional por las plantas de asfalto, siendo este polvo de ladrillo procedente de los residuos de construcción y demolición de la ciudad de Chiclayo y sus alrededores. De esta manera podemos lograr reducir la polución causada por estos residuos encontrándoles una utilidad. En la primera etapa de la investigación comparó los resultados obtenidos en un diseño de mezcla convencional, trabajando con el óptimo contenido de cemento asfaltico, y elaborando briquetas variando la relación de filler (cal – polvo de ladrillo) con porcentajes de 80% cal – 20% polvo de ladrillo, 60% cal – 40% polvo de ladrillo hasta llegar al 100% de ladrillo. / Tesis

Ingeniero Civil de Minas / En el mundo existen varios ejemplos de minas subterráneas que utilizan rellenos, aplicado en su mayoría a minas de metales preciosos y yacimientos polimetálicos, tal como el caso de la mina de Leeville en que se agrega relleno cementado con el fin de aumentar la recuperación minera a través de un método seguro y que además reduce el impacto ambiental. Sin embargo, en Chile esta forma de extracción no se ha masificado, solo puede mencionarse un caso, y es la mina el Toqui, yacimiento de plomo-zinc, en donde el relleno cementado se emplea para recuperar los pilares en el método Room and Pillar. Entonces, en el Centro de Investigación JRI (CI-JRI), surgió la inquietud de diseñar y evaluar técnica y económicamente un caso real de explotación de un pórfido de cobre chileno (alojado en una roca caja de calidad geotécnica media-regular) usando relleno de relaves cementado. En particular en este trabajo de memoria el objetivo principal fue realizar el diseño de una mina subterránea utilizando relleno de relaves cementados para aumentar la recuperación de mineral con condiciones de estabilidad segura, extender la vida útil de la mina y minimizar la subsidencia ocasionada por la explotación minera. Se decidió explotar el yacimiento usando el método "Sublevel Stoping". Esto debido a la geometría vetiforme del yacimiento y a las propiedades geomecánicas de la roca que lo conforman. El diseño minero, análisis geomecánico y la evaluación económica se efectuó para dos escenarios, uno denominado caso base, en el que no se utilizó relleno y el otro caso de estudio en el que se aplicó el relleno de caserones con relaves cementados. Los resultados del estudio permitieron concluir que en el caso base las reservas son de 3,05 [Mton], con una ley media de cobre de 1,59 [%] y la vida útil de la mina son 7 años, mientras que en el caso en donde se rellenan los caserones las reservas mineras son de 6,68 [Mton], con una ley media de cobre de 1,61 [%] y una vida útil de 11 años. Además, al utilizar relleno cementado se tiene un beneficio medioambiental extra, el que está asociado a la disposición final de relaves en el interior mina como un relleno inerte. Se calculó que el 50,2 [%] del relave producido por la planta se aprovecha como relleno. La evaluación económica de ambos proyectos indicó que son viables, presentando ambos un VAN positivo. Para el caso base el VAN fue de 41,1 [MUS$] y para el caso en que se usó rellenos cementados se obtuvo un VAN igual a 54,8 [MUS$], lo que implica un aumento de un 33,3 [%] con respecto al caso base. La principal conclusión de este estudio es que el uso de relleno de relaves cementado en una mina de cobre chilena es factible, siendo posible implementarla en yacimientos de otros minerales y en otros lugares de Sudamérica. Además, esta tecnología agrega valor al negocio incrementando los beneficios económicos y la vida útil de la explotación, y reduce el tonelaje de relaves que debe conducirse y depositarse en tranques de relaves. Esto último implica una disminución en inversión, manejo y cierre de los depósitos de residuos mineros como también una disminución de los riesgos asociados (como la contaminación directa del suelo, agua y aire por derrames y por el propio tranque). Por tanto, el negocio es más sustentable.

Frente a los frecuentes accidentes, derrumbes y equipo atrapado durante las labores mineras subterráneas, muestra la necesidad de mejorar la confiabilidad del sostenimiento de la minería subterránea. Este artículo describe la investigación y propuesta para un nuevo sistema de relleno con resistencia controlable usando reciclaje de relave. Primero investigamos los tipos de sostenimiento en el método de minado de corte y relleno en la zona central del Perú, donde encontramos que el relleno cementado más utilizado es un concreto pobre en contenido de cemento y el relleno en pasta solo usa los finos del relave con equipos que demandan una alta inversión para su implementación y operación. El nuevo método propuesto permite utilizar el relave que elimina la planta de concentrados minerales: no sería necesario sacar los finos del relave, solo el agua que es reenviada y reutilizada en la planta de concentrados. La aplicación de este método permite tener una confiabilidad del sostenimiento durante las labores mineras evitando los constantes derrumbes dando seguridad al personal y al equipo; ayuda al cierre progresivo de mina; reduce el espacio de la relavera; permite la recuperación de los pilares de mineral dejados para el sostenimiento de la mina y reduce la dilución del mineral al 2% al tener paredes auto estables. El relave suele tener característica puzolánicas que permitiría un ahorro de cemento de hasta del 20%. Además, el sistema puede facilitar el cumplimiento de compromisos ambientales y legales de la empresa frente a las comunidades.

El presente trabajo tiene como objetivo, evaluar la utilización de un insumo alternativo que reemplace el cemento que se encuentra presente en la receta de elaboración del relleno en pasta, como elemento aglutinante. Este reemplazo parcial del cemento contribuirá a reducir los costos de elaboración del relleno en pasta que es utilizado en el relleno de los tajeos extraídos por los métodos de Taladros Largos en Sub Niveles Ascendentes con Relleno Cementado (SARC), Corte y Relleno Ascendente Mecanizado (Mechanized Overhand Cut and Fill) y Banqueo y Relleno (Bench & Fill), que son los métodos de explotación que se emplean en la unidad minera donde se realizó la modificación de la receta del relleno. Este trabajo de reducción de costos, formó parte del plan propuesto por una compañía minera en el Perú, en marzo del año 2013, para contrarrestar el efecto de la baja constante del precio de la plata producido desde agosto de 2012 hasta marzo de 2013. Estos precios fueron cayendo desde US$ 34.0/oz hasta alrededor de US$ 26.0/oz. La implementación del plan de reducción de costos con el reemplazo parcial del cemento en la receta del relleno en pasta, ofreció una alternativa técnicamente viable debido a que se sabía que existen en el mercado nacional e internacional, opciones factibles de reemplazo por lo que se debía buscar adecuadamente y encontrar la mejor opción que se adapte a las necesidades de la operación minera. Como metodología de trabajo se optó por recopilar información técnica de insumos aglutinantes, ya sea puzolánicos o poliméricos existentes en el mercado nacional e internacional y realizar las pruebas pertinentes que ayuden a definir su factibilidad en la elaboración del relleno. En la primera etapa de evaluación de elementos aglutinantes se optó por la simple búsqueda de otra empresa proveedora de cemento Portland Tipo I a nivel nacional, que ofrezca el mismo producto pero a menor precio. En la segunda etapa se optó por evaluar otros elementos aglutinantes que no sean cemento y que se puedan conseguir en el mercado nacional. Esta evaluación incluyó cenizas y escorias provenientes de alguna empresa de fundición. En la tercera etapa se buscó elementos puzolánicos y poliméricos existentes en el mercado nacional e internacional; así se recurrió a buscar aditivos en países como Chile, Brasil, Estados Unidos, Canadá y España. Finalmente, la empresa Sika Perú ofreció un producto en solución acuosa cuyas características satisficieron nuestras necesidades. Con el nuevo producto ofrecido, se elaboró una nueva receta del relleno en pasta y se realizaron las pruebas geomecánicas tanto en laboratorio como en los tajeos, dando resultados satisfactorios y definiendo la nueva receta con la reducción de 100 kg de cemento Portland Tipo I por cada 1 m3 de relleno en pasta usado en la receta patrón, a 70 kg de cemento Portland Tipo I y 1.7 litros de polímero en solución acuosa. El impacto económico mensual se cuantificó por método de explotación donde se utilizó el relleno con la nueva receta de elaboración. Los ahorros obtenidos no incluyeron el relleno en los tajeos cuyo método empleado fue el de Taladros Largos en Sub Niveles Ascendentes con Relleno Cementado (SARC), debido a que la extracción de tajeos por este método de explotación, fue reduciéndose en el corto plazo. Para el método de Banqueo y Relleno (Bench & Fill – BF) la reducción de costos fue de US$ 36,651 mensuales. Para el caso del relleno para el método de Corte y Relleno Ascendente Mecanizado (Mechanized Overhand Cut and Fill – CRM) la reducción de costos fue de US$ 36,651 mensuales. Sumando ambas diferencias la reducción en costos fue de US$ 48,868 mensuales, lo que equivaldría a obtener un ahorro potencial anual de US$ 586,412. La reducción de cotos obtenida muestra que la modificación de la receta patrón es factible y que puede ser aplicado a cualquier tipo de tajeo con un método similar de extracción pero con la debida implementación y de acuerdo a las características operacionales y geomecánicas del yacimiento mineral. / Tesis

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El número de túneles construidos con tuneladora tipo TBM ha aumentado considerablemente en las últimas décadas en consecuencia de los avances tecnológicos observados en estas máquinas y en el propio proceso constructivo. Debido a ello, actualmente es posible realizar la excavación y el montaje del túnel con elevada productividad, atendiendo a los estándares de seguridad incluso bajo las condiciones de trabajo más desfavorables y a elevada profundidad. A pesar del escenario aparentemente positivo, la rápida incorporación de los avances tecnológicos a la práctica también tiene su precio, especialmente cuando la base teórico-científica que describe el proceso constructivo no se desarrolla con la misma velocidad. Frente a la falta de conceptos suficientemente sólidos, las empresas encargadas de la construcción fundamentan buena parte de sus decisiones en los resultados de experiencias previas. Como las condiciones de contorno varían de una obra a otra, es difícil prever con antelación los tipos y la intensidad de los problemas que serán encontrados en el transcurso de la misma. En definitiva, ello conduce a la reducción de la velocidad de avance de la tuneladora y al aumento de los tiempos de parada de modo que se compromete la eficiencia del proceso constructivo. El elevado interés por parte de los técnicos en comprender mejor el comportamiento del túnel ha planteado la posibilidad de realizar experimentos in situ o con testigos y materiales extraídos de obras reales. Teniendo en cuenta que estas oportunidades de caracterización son una valiosa fuente de información que no debe ser desaprovechada, se propone una tesis doctoral más bien generalista que abarca una serie de temas dentro del ámbito de la construcción de túneles con dovelas prefabricados de hormigón. Estos temas son: optimización en el proceso de fabricación de las dovelas, comportamiento del mortero de relleno, comportamiento de las juntas entre dovelas y la relación entre las tolerancias y los daños estructurales apreciados durante la fase de construcción. En el primer tema se propone la sustitución del hormigones convencionales generalmente usados en la fabricación de las dovelas por hormigones autocompactantes (HAC). Las posibles consecuencias de esta sustitución se evalúan a través de pruebas realizadas en una industria de prefabricados donde se producen dovelas con HAC con y sin fibras de acuerdo con la misma secuencia usada para un hormigón convencional. Las observaciones realizadas durante las pruebas permiten valorar los principales beneficios y la compatibilidad entre los HAC dosificados, los equipos y los procedimientos empleados. Finalmente se presentan las conclusiones sobre el uso de dichos hormigones para la fabricación de dovelas y se proponen pequeñas alteraciones al proceso productivo para potenciar su uso. En el segundo tema se propone una guía de diseño además de algunas recomendaciones para la dosificación de los morteros de relleno. Esta propuesta se basa en los resultados de la caracterización de dosificaciones empleadas en 4 túneles. Dado que el presente estudio enfoca principalmente el comportamiento a tempranas edades, se realizan algunos ensayos convencionales en estado fresco además del ensayo con el reómetro. Este último permite medir las propiedades reológicas, con lo que se evalúan de manera simplificada la bombeabilidad y la capacidad de rellenar el hueco anular. Asimismo se estudian algunas relaciones sencillas para estimar indirectamente la reología del mortero. El tercer tema se centra en el estudio sobre el comportamiento de los packers. En base al estado de conocimiento, se proponen dos nuevos ensayos para la caracterización de este material frente a las solicitaciones encontradas en la práctica. Ambos ensayos son empleados en campañas experimentales con packers usados en 6 obras reales. Los resultados obtenidos permiten, por un lado, comparar el desempeño de los diferentes tipos de packers y, por otro lado, sirven de partida para el desarrollo de modelos teóricos que explican su comportamiento y el de la junta. El cuarto y último tema trata de la relación entre las tolerancias, las deficiencias de contacto y los daños estructurales. En este ámbito, se propone un método para evaluar los diferentes tipos de tolerancia en función del nivel y frecuencia del daño estructural bajo las cargas de construcción y servicio. Aparte, se derivan recomendaciones para la máxima tolerancia admisible en vías de mantener la incidencia y la intensidad de los daños estructurales dentro de un rango aceptable.

La estabilización proteica del vino blanco es una etapa importante en su elaboración, y tiene una relación muy estrecha con la comercialización del producto final. Los métodos tradicionales utilizados en la mayoría de las bodegas consisten en operaciones discontinuas con adición de material adsorbente, que requieren mucha mano de obra, hay pérdida de producto y se generan residuos que tienen un impacto ambiental elevado.En este trabajo se ha estudiado la alternativa de utilizar materiales adsorbentes que permitan disminuir o eliminar las desventajas existentes. Después de una revisión bibliográfica detallada se eligieron el óxido de zirconio y el óxido de aluminio, en diferentes granulometrías y grados de acidez, para estudiar la posibilidad de transformar el proceso de estabilización proteica tradicional discontinuo, en un proceso continuo mediante adsorción con óxidos metálicos empacados en una columna. Los resultados obtenidos muestran que dicha transformación es posible, y que el óxido de zirconio es un adsorbente que muestra una selectividad con las fracciones proteicas del vino, se puede regenerar, se puede empacar en una columna sin causar problemas técnicos y no modifica las características fisicoquímicas del vino tratado, cumpliéndose así todos los requisitos buscados, obteniendo finalmente un vino blanco estabilizado. / Wine is one of the most popular low-alcohol drinks, thus many research projects have focused on making wine easier to produce or on improving the final product. The macromolecules in wine can form precipitates or cause turbidity, which affects its stability. The white wine protein stabilization is an important stage in its elaboration, and has a very narrow relationship with the commercialization of the product. The colloidal fractions of the wine, such as proteins and polysaccharides, have a considerable influence on some of the basic operations (for example, filtration, clarification, and cold stabilization).There are a lot of nonselective models for reducing the protein content in wine. The traditional methods used in most of the cellars consist on discontinuous operations with addition of adsorbent materials that require a lot of manpower, there is loss of product and residuals are generated that have a high environmental impact. In this work has been studied to use alternative adsorbent materials, like metal oxides, that allow to diminish or to eliminate the existent disadvantages. Two types of adsorbent material were used: zirconium and alumina. The used materials were in different particle size and acidity degrees.The obtained results show that these materials can be used in packed bed. The protein fractions were removed from a white wine in a packed bed of ZrO2 and showed an improvement in the protein stability. The affinity of the ZrO2 depended on the molecular weight of the wine protein fraction. The physicochemical properties of the wine were not modified after the treatment. Finally, the zirconium oxide in the both form can be regenerated.