La estimación de recursos es una de las etapas iniciales dentro de los procesos de explotación de minerales. En esta etapa se define la decisión de explotar o no el yacimiento. Dentro del proceso de estimación de recursos, es importante tomar en consideración el modelo geológico que se utiliza. Un modelo geológico corresponde a una interpretación discreta o categórica de distintos parámetros que se definen en un yacimiento tales como el tipo de roca, la litología o las unidades geotécnicas. Se hace fundamental contar con un modelo geológico confiable, ya que este influye en etapas posteriores tales como el diseño de un rajo, el hundimiento o caserones en labores subterráneas, la metalurgia asociada a procesos y que dependan de la litología. Este trabajo consiste en comenzar la implementación de nuevas técnicas de simulación categórica aplicando estadísticas de múltiples puntos, en contraste con simulaciones que utilizan las estadísticas de dos puntos (covarianza o variograma). El objetivo es el dar nuevas opciones de simulación categórica que puedan representar de mejor manera las complicadas geometrías que se presentan en los contactos entre categorías. Se pretende ampliar las alternativas de simulación y a la vez dejar abierta la discusión de cómo implementar de manera útil las nuevas metodologías, las cuales necesitan ser analizadas y mejoradas para una futura aplicación a la industria minera. La primera parte de este trabajo consiste en una revisión de algunos métodos de simulación de variables categóricas basadas en la función de covarianza. Luego, se presenta el método que se utilizará para simular litologías utilizando estadísticas de múltiples puntos (SNESIM). Se trabaja en base a un caso de estudio con datos reales aplicando la metodología antes mencionada y también una metodología convencional (BlockSIS). Los resultados de las distintas metodologías son reportados por cada litología según el porcentaje de ocurrencia efectivamente bien simulado con respecto al modelo geológico. Estos porcentajes indican que los métodos SNESIM tienen un comportamiento aceptable en los contactos entre litologías. Estos resultados aportan una cuantificación de la incertidumbre tanto en los contactos como en la cantidad de tonelaje por litología. Este aporte puede ser importante dado la información que proporciona en las etapas de inversiones de capital, planificación minera, evaluación de recursos.

El cambio estructural experimentado por los Sistemas Eléctricos de Potencia (SEP), a partir de la década de los 80, ha motivado el desarrollo de nuevas herramientas de análisis de mercados eléctricos. En el nuevo marco organizativo, las decisiones de operación y planificación de la expansión de SEP deben considerar el acoplamiento entre sus aspectos técnicos y económicos. Es así como surge la necesidad de crear o mejorar las herramientas de análisis y simulación de mercados eléctricos, con el fin de que sean capaces de representar en mayor detalle los aspectos técnicos propios de la operación de un SEP. En este contexto, se ha gestado el programa DeepEdit, desarrollado en el Área de Energía del Departamento de Ingeniería Eléctrica de la Universidad de Chile. Este se orienta al análisis y a la simulación de mercados eléctricos, representando la operación de un SEP en estado estacionario. El presente trabajo está orientado al mejoramiento de herramientas preexistentes y la incorporación de nuevos elementos tecnológicos de sistemas eléctricos a DeepEdit. En este contexto, se propone incorporar un nuevo elemento de red: el transformador de tres enrollados; se agrega la alternativa de operación como desfasador del transformador de dos enrollados existente en el programa y; se realizan mejoras a la obtención de la carta de operación de un generador sincrónico. Todas estas implementaciones son integradas a las herramientas de análisis en estado estacionario tradicionales de DeepEdit, como son: matriz de admitancia nodal, flujo de potencia AC, flujo de potencia DC y flujo de potencia óptimo. Para ello se plantea en cada caso, un modelo matemático validado teóricamente y una inserción en las herramientas preexistentes de acuerdo a su modelación original. Los ejemplos de validación para los desarrollos propuestos son contrastados en términos teóricos y en el programa comercial DigSilent. Las diferencias calculadas en los casos analizados, para todas las herramientas de análisis contempladas en este trabajo, son menores al 1% para las tensiones y potencias netas en cada nodo, resultado que permite evaluar satisfactoriamente la operación de los nuevos elementos de red de DeepEdit. Por otro lado, las mejoras gráficas alcanzadas en la carta de operación para generadores sincrónicos y la simplificación del código computacional correspondiente, permiten obtener una herramienta computacional que entrega resultados confiables para todos los casos analizados. Se deja establecido que la calidad del diagrama depende de la experiencia y el nivel de precisión en la estimación numérica de los diversos parámetros de la máquina. En esta misma línea de investigación, se propone como trabajo futuro incorporar estas nuevas tecnologías a las restantes herramientas de análisis de DeepEdit, entre ellas: el estimador de estado, análisis de cortocircuito, análisis de sensibilidad y diversos optimizadores presentes en el programa.

La planificación es una etapa crítica en el negocio minero, ya que en ella se plasma el potencial económico que existe en el depósito. Por tal razón es esencial que este potencial sea cuantificado en la forma más real posible, es decir, que incluya la mayor cantidad de variables incidentes en la generación de este valor. Asimismo, es necesario valorizar la incertidumbre asociada a estas variables e incorporarla a la toma de decisión durante la planificación minera. El presente trabajo consiste en desarrollar y comparar una planificación convencional trimestral para un volumen de un año de explotación, en una mina a cielo abierto, con un plan que incluya la incertidumbre y la dureza del mineral, a través de las toneladas por hora de mineral procesado en planta (TPH), catalogando como planificación convencional a la que considere sólo a las leyes y sus respectivas recuperaciones. La metodología aplicada abarca dos etapas. La primera parte consiste en simular geoestadísticamente, a partir de información de sondajes de largo plazo, las variables Work Index, Ley de CuT y Ley de Au, dentro de las unidades de estimación definidas en el modelo geológico, con el fin de obtener veinte escenarios posibles de estas variables. La segunda parte consiste en planificar trimestralmente el volumen seleccionado, por medio de un algoritmo de optimización, utilizando dos variables de decisión distintas. Una, considera la variable de decisión “finos” en la optimización y la otra, considera la variable de decisión “finos por hora” capaz de procesar un bloque en una línea de molienda propuesta. Se obtienen resultados de costos, beneficios y geometría por período y por cada metodología de planificación, los cuales se comparan. Para finalizar, se planifica los distintos escenarios creados en la primera etapa utilizando el criterio de optimización de “finos por hora”. Como resultado se obtiene que la planificación bajo el criterio de las TPH genera un beneficio mayor en un 9% al caso convencional y la geometría de cada programa varía al momento de aplicar estas dos metodologías. Como conclusión se propone que la metodología de planificación más conveniente para ser implementada y desarrollada, desde el punto de vista económico, es la que incorpore la variable TPH en la decisión si un bloque es llevado a botadero, planta o stock.

La evaluación de recursos minerales es un factor crítico en un proyecto minero y se lleva a cabo mediante técnicas geoestadísticas de kriging o de simulación. La simulación permite modelar la distribución de leyes u otras variables de interés, con lo cual se pueden realizar análisis de riesgo. Un factor importante al realizar la evaluación de recursos es el efecto de soporte volumétrico, ya que un cambio de soporte (de las muestras a los bloques de selección minera) genera cambios en las distribuciones de leyes. El tamaño del bloque a evaluar varía según el método de explotación y su selectividad. La forma convencional de tomar en cuenta el efecto de soporte es simular leyes a soporte puntual y después regularizar las simulaciones a soporte de bloque. La principal desventaja de esta metodología es la gran cantidad de recursos computacionales que utiliza (tiempo de cálculo, memoria en disco duro, uso de procesador y memoria RAM). El objetivo de la presente memoria es proponer una metodología para la simulación directa a soporte de bloque en el contexto de la simulación secuencial Gaussiana, buscando reducir los requerimientos computacionales, así como cuantificar el efecto en los resultados y su capacidad de generar simulaciones válidas. Se estudia distintas opciones de simulación directa a soporte de bloque y se selecciona seis metodologías posibles. Posteriormente se compara y analiza la sensibilidad de estas metodologías. Se aplica las metodologías propuestas a un caso de estudio y se compara con la simulación convencional a soporte puntual con posterior regularización a soporte de bloques. El resultado final es la recomendación de la metodología de simulación por descomposición matricial y condicionamiento al promedio de los valores simulados en cada bloque. Esta metodología disminuye los tiempos de cálculo en un 84% y reproduce adecuadamente el efecto de soporte.

El presente trabajo presenta una propuesta de mejora para la gestión del proceso de carga nocturna en los centros de distribución de una empresa cervecera. Los aspectos principales que se consideraron en la solución del problema, cuyas actividades complementarias están a cargo de terceros, son a través de herramientas Lean. En el capítulo 1, se presenta el marco teórico necesario para comprender la situación actual y las herramientas a utilizar en las mejoras propuestas. En el capítulo 2, se presenta el diagnóstico del proceso crítico, con el fin de hallar las causas principales del problema y sugerir alternativas de solución. En el capítulo 3, se muestra la implementación de las alternativas de solución; a través de la comparación entre la situación actual del proceso y la situación futura. En primer lugar se determina el takt time, seguido de los diagramas de precedencia y de flujo, para construir, luego, los value stream map presente y futuro. Finalmente se muestran los resultados obtenidos de la comparación entre ambos estados del proceso. También se muestran los layouts del proceso y del operador. En el capítulo 4, se aplican técnicas de validación (simulación) y costeo con el propósito de sustentar y valorizar las mejoras sugeridas. Por último, se muestran las conclusiones derivadas del presente trabajo; así como las recomendaciones propuestas, parra la mejor implementación de todas las acciones sugeridas. / Tesis

En esta memoria se desarrolla una estrategia de control predictivo híbrido para un sistema de transporte público, que comprende acciones de control en tiempo real sobre buses y semáforos del sistema. El objetivo de esta estrategia es optimizar el funcionamiento de una flota de buses, esto es reducir tiempos de espera en paraderos y demoras en semáforos. Se expone los trabajos y formulaciones existentes sobre control de tráfico en tiempo real, con énfasis en el tema de prioridad para transporte público. Basándose en el tratamiento dado al transporte privado en la literatura especializada, en la que se da gran importancia a los largos de cola, se propone una formulación para la demanda de transporte privado. Asimismo, se formula un problema de control de semáforos y buses que contempla impactos en el transporte privado. Para lograr el objetivo propuesto se diseña un simulador de tráfico que se integra a una plataforma de simulación de transporte público. Sobre este sistema integrado se propone y prueba diferentes metodologías de control que incluyen estrategias de holding (retención en paraderos) y station skipping (salto de paraderos) y extensión y adelantamiento de verde con prioridad para buses en semáforos. Cada una de estas estrategias se verifica en forma separada y también de manera integrada, lo cual permite constatar que la estrategia integrada ofrece mejoras importantes. Se evalúa la sensibilidad de la estrategia integrada, con respecto a las condiciones de demanda, lo que revela la importancia de la distribución de demanda privada por sobre la magnitud de la misma. La estrategia se sensibiliza también con respecto a los parámetros de control, lo que muestra alta sensibilidad con respecto al horizonte predicción. Se concluye que la estrategia genera buenos resultados, disminuyendo los tiempos de espera en aproximadamente un 45% y demoras en semáforos en aproximadamente un 56% con respecto a un sistema sin control. Por su parte, la regularidad de intervalos, se mantiene en niveles similares. Sin embargo, para lograr tales resultados, se requiere de la implementación de tecnología que permita estimar tiempos de llegada a semáforos, cargas de pasajeros en buses y destino de los viajes de cada pasajero. Por otro lado, los desarrollos logrados durante este trabajo permiten continuar con la investigación en esta línea, así como la extensión a casos más complejos.

En este trabajo se aborda el problema de cómo obtener mayor rentabilidad a través de una correcta gestión de capacidad sujeta a un determinado nivel de servicio. El problema involucra a toda la organización y es común a industrias con capacidad limitada y, productos intangibles y perecibles. Se diseña un sistema de apoyo a decisiones inspirado en una visión sistémica y transversal a la organización cuyos principales elementos constitutivos son: producto, tecnología y recursos humanos. En el elemento producto, la metodología propuesta contempla: (i) el diagnóstico de la situación actual, (ii) análisis, definición e implementación de indicadores de desempeño y; (iii) evaluación de oportunidades a través de modelos de simulación. En el elemento tecnología, se contempla el levantamiento de un modelo conceptual del sistema y la definición de la arquitectura que permita mantener el sistema de apoyo propuesto en el tiempo. En el elemento recursos humanos, se adopta la metodología de la Matriz de Cambio para identificar las barreras y las facilidades al implementar el sistema propuesto. El estudio de caso considera la empresa de arriendo de equipos industriales AB S.A. Como principales resultados se encuentran: (i) una estrategia en balance oferta-demanda que considera la reducción de la capacidad en 42 equipos, de los 696 que existen actualmente (ii) un retorno esperado de 67.000 USD anuales por concepto de la reducción sugerida, monto que representa un 7% de la recaudación anual (iii) implementación de una plataforma de análisis de capacidad. Los resultados parciales son: a) Se estima que la capacidad ociosa representa un 36% de la recaudación anual; b) Los costos asociados a mantenimiento alcanzan el 12% de la recaudación anual; c) Se categorizan 70 equipos críticos bajo distintos indicadores de desempeño; d) Se identifica la información crítica para la implementación de la base de datos equipos-estado y clientes. e) Se recomienda crear dentro de la organización el cargo de analista en gestión de capacidad cuyas responsabilidades serán: implementación de la metodología, integración de las áreas servicios, sistemas y gestión de operaciones. El principal logro del sistema propuesto radica en su perspectiva integradora, ya que exige una visión transversal de la empresa. El sistema permite que a futuro puedan incorporarse fácilmente técnicas de gestión de activos y gestión de retorno en ámbitos como inventario, calidad, segmentación y fidelización de clientes.

Ingeniero Civil Industrial / GNL Chile es la empresa chilena encargada de gestionar, administrar y organizar la logística necesaria para importar y proveer de Gas Natural a la zona centro-sur del país. Sus clientes son actualmente Endesa, Enap y Metrogas. El objetivo general de esta memoria es determinar los riesgos operativos y comerciales del proyecto de expansión del terminal de GNL Quintero, de manera de predecir si, las capacidades del nuevo terminal y las condiciones comerciales, permitirán un buen desempeño operativo de la planta. El trabajo consistió en la modelación e implementación de un modelo de simulación. En base a este modelo, se determinaron los riesgos plausibles del sistema con la nueva expansión en un horizonte de 15 años. Para el desarrollo de este modelo se utilizaron aproximaciones estocásticas a los procesos que ejecuta actualmente la empresa gestora. Se elaboraron también modelos de optimización lineal, análisis sobre el mercado eléctrico, uso de modelos para simular decisiones, análisis de los consumos de gas, análisis de perfiles de consumo y finalmente un análisis de mecanismos en una planta con capacidades compartidas. Las conclusiones de este trabajo apuntan a un resultado favorable del proyecto de expansión, la mayoría de los resultados, reflejan un mejor desempeño de la planta. Algunos mecanismos que actualmente son utilizados para distribuir las capacidades y costos tienen posibilidades de mejora. Este trabajo se aborda desde la Ingeniería Industrial, empleando herramientas de operaciones, simulación, programación estocástica, modelamiento matemático, optimización, teoría de juegos, entre otros. / 30/08/2021

A mediados del siglo XX, con la expansión de los sistemas eléctricos, se hizo necesario disponer de alternativas a la transmisión en alta tensión con corriente alterna, buscando satisfacer la mayoría de los nuevos requerimientos de distancias y niveles de potencia a transmitir. Los avances realizados en la electrónica de potencia, provocaron un aumento del uso de la transmisión en HVDC en los últimos 60 años. En el contexto señalado, el presente trabajo tiene por objetivo crear un elemento u objeto dentro del programa de desarrollo e investigación del Departamento de Ingeniería Eléctrica de la Universidad de Chile, llamado DeepEdit, que permita realizar simulaciones estacionarias en sistemas que contengan enlaces HVDC. Como objetivos específicos se definen: • Conocer el estado del arte de la modelación de enlaces HVDC, • Definir el criterio de modelamiento que permita elegir el modelo más adecuado, según los requerimientos estipulados, • Una vez validado el modelo, determinar preliminarmente el efecto en el Sistema Interconectado Central (SIC) de un enlace HVDC. Dado el alcance del trabajo, las publicaciones estudiadas están enfocadas a realizar estudios estáticos en los sistemas. En este sentido, se logra diferenciar 4 trabajos, de las cuales según la forma y la cantidad de aproximaciones que realizan, se selecciona el que resulta más consistente con el nivel de detalle buscado. El estudio seleccionado realiza un análisis de trabajos anteriores, detallando las ventajas y desventajas de cada uno, y en base a esas conclusiones plantea un nuevo método. Se resume el funcionamiento básico de las conexiones HVDC, sus requerimientos, sus beneficios y formas de implementar que poseen. Una vez implementado en DeepEdit el método seleccionado haciendo uso de una estructura orientada al objeto, se obtiene una validación precisa de éste. Lo anterior se sustenta en el hecho de que, los resultados del sistema ejemplo entregado en la publicación de referencia del método seleccionado utilizando el programa comercial PowerWorld, alcanzan resultados muy similares con los que entrega la herramienta desarrollada. El error alcanzado es menor al 1%, por lo que la implementación es una buena aproximación para encontrar el estado de operación de este tipo de enlaces en los sistemas de potencia. Con un pequeño análisis de la metodología del modelo planteado, se logra detectar que el modelo propuesto no es compatible para el caso en que el enlace HVDC divida el sistema en dos. Se deja propuesto como trabajo futuro lograr la completa integración del enlace a los cálculos en sistemas que se encuentren unidos únicamente por un enlace DC y así poder aplicarlo a estudios en el sistema eléctrico chileno. Para llevar a cabo este tipo de cálculos, se debe poder definir más de una barra slack para equilibrar las potencias a ambos lados del enlace DC. Además, el método seleccionado se puede agregar a otros métodos de cálculo existentes en el programa DeepEdit.

Geólogo / Este trabajo estudia numéricamente el mecanismo de acuñamiento inducido térmicamente, con el fin de reproducir y analizar casos reales. Se pone especial énfasis en el estudio del Monte Masada en Israel, donde se ha medido acumulación de desplazamientos de un sistema compuesto por un bloque acuñado con fragmentos de roca cuando es sometido a ciclos de temperatura. La metodología del estudio contempla la generación de un modelo de elementos finitos, una etapa de validación analítica, comparación con resultados de un modelo físico disponible, análisis de sensibilidad de los parámetros termomecánicos de los materiales y las discontinuidades y finalmente la evaluación del mecanismo considerando tipos de roca más abundantes en la corteza terrestre. Los resultados de los modelos numéricos correlacionan favorablemente con la teoría y los modelos experimentales. Además, las tendencias del comportamiento ante los cambios en las variables constitutivas del sistema y las propiedades de los materiales evidencian que la física del mecanismo se reproduce satisfactoriamente. Se identifica que la acumulación de desplazamientos aumenta con la difusividad térmica de los materiales, disminuye con el coeficiente de roce y la distancia crítica de las discontinuidades y aumenta con el del ciclo térmico (periodo). Adicionalmente, se evidenció la importancia del ciclo estacional sobre el ciclo diario en la activación del mecanismo. Finalmente, se concluye que los resultados del modelo numérico del mecanismo para el Monte Masada aproximan con bastante precisión los desplazamientos medidos por Hatzor (2003). / Este trabajo ha sido financiado por el Proyecto Fondecyt de Iniciación N° 11130363