Magíster en Minería / Ingeniero Civil de Minas / Currently, mine plans are optimized by using many criteria, such as profit, life of mine, concentration of some pollutants, mining costs, confidence level or mineral resources, while attending constraints related to production rates, plant capacities and grades. Whilst this approach is successful in terms of producing high value production schedules, it uses a static sequence of production units (for open pit and underground mine) and therefore the optimization is performed within the level of freedom left by the original opening schedule and is far from the optimal value of the project according to the objective function. This approach is often used in the industry and therefore the value addition that is involved when optimizing the mining sequence is disregarded. This thesis summarizes a research that includes applying a model to optimize the NPV value, as the objective function, in a panel cave mine and evaluating this model with different mining systems, to study the drawpoints opening sequence and the NPV variations. The emphasis is in the precedence, geometrical and production constraints that are required to produce meaningful operational drawpoints opening sequences considering the exploitation method (panel caving), physical considerations and logical rules. Further on, while it applies the standard approach of maximizing NPV, other targets for optimization, such as the mining material handling system, are considered. The idea is to consider the drawpoints opening sequence as an output of the problem and to select the best sequence considering different mining systems. The results indicate that the selection of the mining system is important when comparing the results of the objective function or the grade. The results can vary up to 18%. En la actualidad, los planes de producción mineros son optimizados usando diferentes criterios como el beneficio económico, la vida de la mina, la concentración de contaminantes, los costos mina, el nivel de confiabilidad o las reservas mineras, atendiendo a restricciones relacionadas a la producción, capacidades de planta y leyes. Si bien esta aproximación es eficaz en términos de producir planes de producción de alto valor agregado, usa una secuencia de las unidades de producción estática (tanto para minería a cielo abierto como para minería subterránea) y por lo tanto la optimización es realizada con un grado de libertad menos, debido al uso de la secuencia predefinida (secuencia original) y esto está lejos de ser el valor óptimo del proyecto, de acuerdo con la función objetivo utilizada. Esta aproximación se usa a menudo en la industria y por lo tanto, cuando se optimiza la secuencia de explotación de las unidades de producción, el valor agregado involucrado no se percibe. Esta tesis resume una investigación que incluye la aplicación de un modelo para optimizar el VAN como función objetivo, en una mina de Panel Caving y evaluando este modelo para distintos sistemas mineros, de tal forma de estudiar la secuencia de apertura de los puntos de extracción y las variaciones del VAN asociadas. El énfasis se encuentra en las restricciones de precedencia, geométricas y de producción, que son requeridas para producir secuencias de apertura de puntos de extracción significativas considerando el método de explotación (Panel Caving), consideraciones físicas y reglas lógicas. Entonces, mientras se aplica la aproximación estándar para maximizar el VAN, se consideran otros inputs para la optimización como por ejemplo el sistema minero. La idea es considerar la secuencia de apertura de puntos de extracción como un output del problema y seleccionar la mejor secuencia dados distintos sistemas mineros. Los resultados indican que la selección del sistema minero es importante, ya que los resultados de la función objetivo son muy distintos (así como la ley media) para cada sistema considerado. Los resultados pueden variar hasta un 18%.

Magíster en Minería / Ingeniero Civil de Minas / Tradicionalmente la planificación minera se ha realizado bajo parámetros fijos, los cuales conducen a un plan determinista, y por lo tanto, con baja probabilidad de concretarse. En base a esto, una de las líneas actuales de investigación relacionada a la planificación minera se enmarca en función de incorporar en este proceso una mayor cantidad de variables e información con carácter no determinista, Lo anterior se realiza con el fin de obtener resultados robustos tanto en términos de productividad y valor esperado. Por lo que, la actual falta de incorporación de herramientas adecuadas para el tratamiento de incertidumbre, un robusto entendimiento de los agentes responsables en la toma de decisiones del negocio minero, capacidad computacional e integración, tanto de las distintas áreas que forman parte del proceso minero, como también de aquellas fuentes de variabilidad, son las responsables de la diferencia entre lo planificado y lo observado. Dentro de las principales causas de incertidumbre en minería se destaca la fuente geológica, la cual es posible de incorporar al proceso de planificación mediante simulaciones condicionales. Estas simulaciones son generadas a partir de técnicas geo-estadísticas basadas en la información proveniente de sondajes. Es esta fuente de incertidumbre en la actualidad una de las responsables en el efecto observado en la confiabilidad de los planes de producción tanto en minería a cielo abierto como subterránea. En particular para la minería de cielo abierto, el proceso actual de planificación minera estudia la confiabilidad de cumplir un plan de producción, generado para un modelo de bloques de Kriging, frente a la utilización del mismo secuenciamiento bajo los distintos modelos de simulación generados. Desde este punto, se busca en el trabajo de tesis desarrollado realizar un set de secuenciamientos fijos, los cuales al ser cruzados bajo los distintos escenarios geológicos construidos, entregar distintas respuestas de confiabilidad y valor esperado. A la vez, mediante este trabajo, se incorpora el uso de opciones reales, la cual corresponde a una mejora en las herramientas de valorización utilizadas frente a la presencia de incertidumbre. En el proceso de planificación minera estudiado, esta herramienta provee un marco metodológico preciso para dar solución al problema planteado anteriormente. Esta permite incorporar la capacidad de cambiar el secuenciamiento a utilizar en la generación del plan de producción por aquel que entregue un mayor valor para el escenario en particular. El poseer la capacidad de incorporar esta flexibilidad en la valorización de los planes de producción generados bajo incertidumbre, mejora considerablemente la confiabilidad y/o el valor esperado del proyecto.

Magíster en Minería / Ingeniera Civil de Minas / La elaboración de planes de producción es una labor que, dada su complejidad, se ha tenido que realizar de manera desagregada, es decir, no se evalúan en conjunto la totalidad de los componentes del proceso minero para su elaboración. Esto ha traído como consecuencia que los resultados obtenidos tengan dificultades a la hora de llevarlos a la operación, ya que se asumen consideraciones que se escapan de las reales condiciones del proceso. Este problema se ve reflejado con más fuerza cuando se habla de la extracción minera mediante el método de minería selectiva, donde la alta cantidad de factores involucrados en el proceso hacen muy difícil su integración. Es así, como la elaboración de los planes de producción se ha transformado en una labor que tiene un alto costo de tiempo con resultados que no necesariamente se acercan a la solución óptima del proceso y que está fuertemente influenciada por la experiencia del usuario que lo realiza, impidiendo además la posibilidad de generar mayor análisis de los procesos involucrados. Por tanto el siguiente trabajo tiene como objetivo establecer una metodología que provea de distintas alternativas de secuenciamiento para minería subterránea selectiva, en función de multicriterios para su evaluación. Cuando se habla de multicriterios se refiere a poder integrar diversas variables propias del proceso en una misma evaluación, permitiendo así analizar su interacción y comprender de mejor manera el comportamiento del proceso minero. Es así como se evalúa para el estudio una serie de casos que permitan observar la tendencia del plan de producción y su respectivo secuenciamiento. Para ello se realizan planes de producción limitados por el tonelaje de extracción, m3 de relleno y metros a perforar, en diferentes periodos de tiempo mensuales, buscando responder al objetivo planteado. Se considera en forma particular el criterio correspondiente a la dilución, el cual se evalúa en función del ELOS de acuerdo a la variación del tamaño de los caserones. Los resultados demuestran que efectivamente existe una interacción entre los criterios a evaluar en un mismo plan de producción, ya que imponiéndose restricciones específicas para cada criterio de manera independiente se suele llegar a soluciones infactibles, siendo necesario ajustar los distintos factores de manera que interactúen entre si y logren cumplir con las restricciones impuestas y la secuencia de extracción establecida. Además es posible integrar la dilución como un criterio más dentro de la evaluación, pudiendo analizar su impacto en base a dimensiones del caserón, donde se llegó al resultado que la decisión de diseño (largo caserón) varía al evaluar la dilución en el plan. Finalmente, es posible establecer una metodología de elaboración de planes de producción, que integra diferentes criterios en su evaluación, entregando resultados en base a evaluaciones de modelos matemáticos y que proporcionan al planificador una herramienta de análisis, comprensión y toma de decisiones del proceso de planificación.

Ingeniero Civil Matemático / En el presente trabajo se propone una metodología para evaluar un proyecto minero de cobre de largo plazo. Para tales propósitos, se considera la aleatoriedad del precio del cobre, el cual es modelado como un proceso estocástico a tiempo continuo con reversión a la media. Según prácticas tradicionales en la minería, se modela la mina como una serie de bloques cuya distribución espacial es conocida. Éstos poseen características como cantidad de mineral, ley promedio y costo marginal de producción. Dado esto, el planificador debe decidir cuándo es el momento adecuado (timing) para la explotación de cada bloque, de modo que el valor presente neto del proyecto sea maximizado. Para resolver el problema se plantea, utilizando una formulación de programación dinámica estocástica, un modelo general, el cual considera las opciones de inicio de extracción, detención de extracción y cierre del proyecto minero. Además, el modelo general admite flexibilidad en la secuencia de extracción de los bloques y la capacidad de producción. Si bien éstas dos últimas opciones son consideradas en la formulación general, esta memoria no alcanza a analizarlas y solamente se restringe al estudio del timing de explotación de bloques, considerando una secuencia de extracción y capacidad de producción fijas. Utilizando técnicas de Parada Óptima, se resuelven aproximaciones al problema y se obtiene una serie de umbrales (thresholds) que indican, en términos del precio del cobre, cuándo realizar una de las siguientes opciones: extraer, detener o cerrar. Estas aproximaciones son problemas de la misma naturaleza que el problema original, al cual acotan inferior y superiormente. En relación a la calidad de las aproximaciones, los valores obtenidos para éstas son comparados con el valor real del problema, obteniéndose que, en general, la aproximación inferior tiene el menor error. A partir de ésta, se propone una nueva aproximación (lineal) cuya calidad es tan buena como la anterior. Luego, esta última aproximación es aplicada a una instancia real: sector El Diablo de la división El Teniente perteneciente a CODELCO. Los resultados obtenidos a partir de la metodología propuesta muestran una mejora con respecto a la planificación inicial sugerida para la extracción del sector El diablo.

Ingeniera Civil de Minas / La planificación minera es un proceso iterativo, costoso en términos de tiempo y requiere de equipos de trabajo especializados. Tradicionalmente, el proceso de planificación es un proceso secuencial, es decir, se elabora un plan de producción el cual va siendo modificado o adaptado posteriormente, según los requerimientos de la operación. Esto se traduce en que las metas de producción originales no se cumplen, y el VAN final es menor al planificado. El objetivo principal de este trabajo es comparar y cuantificar el impacto que tiene la dilución no planificada, a través de dos modelos, sobre el plan de producción, la secuencia de extracción y en el VAN de la operación. Para esto, se realiza la planificación de una mina explotada por el método selectivo Bench & Fill, a través de un enfoque tradicional y un enfoque integrado, el cual incorpora un modelo de dilución. El impacto que tiene la dilución sobre el proceso de planificación puede ser observado a través de la comparación de ambos enfoques. Para la realización de este trabajo se utilizó el software agendador de actividades UDESS (Universal Delphos Sequencer and Scheduler), dado que es una herramienta robusta, flexible y que, además, posee la ventaja, por sobre otras herramientas, de entregar resultados optimizados. El secuenciamiento realizado por UDESS entregó las secuencias óptimas de extracción y los respectivos planes de producción para cada uno de los escenarios estudiados. En el proceso de planificación se incluyeron restricciones operacionales, tales como tasa de producción y movimiento de relleno, en conjunto con la valorización de ciertas actividades (desarrollos horizontales, extracción y relleno). Estas fueron utilizadas para determinar las restricciones de precedencia y el orden de la secuencia de extracción. Al comparar los resultados obtenidos se observó que incluir la dilución dentro del proceso de planificación produce un impacto directo sobre la secuencia de extracción, el VAN de la operación disminuye aproximadamente un 2% y, por ende, el plan de producción cambia. Finalmente, se concluye que la incorporación de los modelos de dilución como parámetro geomecánico al proceso de planificación impacta de manera directa los planes de producción, la secuencia de extracción y, de manera negativa, el VAN de la operación, sin embargo, la optimización del secuenciamiento realizado por el software permite que este impacto sea poco significativo. Además, la ventaja que tiene la incorporación de la dilución al proceso, es que permite obtener resultados más cercanos a la realidad operacional y menos susceptibles a cambios en etapas posteriores de la planificación minera. / 12/05/2020

La capacidad de Mycobacterium tuberculosis para sobrevivir dentro del macrófago contribuye grandemente a su patogenicidad, latencia y persistencia durante la infección. Este bacilo induce alteraciones en el ambiente intrafagosomal e inhibe la maduración del fagosoma, favoreciendo su supervivencia intracelular. M. tuberculosis PknG secuestra al macrófago precisamente al evitar la fusión fagosoma-lisosoma. En este sentido, PknG representa una familia de dianas novedosas para enfrentar la necesidad de nuevos antimicrobianos para la tuberculosis latente. Aquí, apuntamos a: (i) elucidar la base estructural-molecular del ATP y Mg2+ como cofactores de PknG; (ii) caracterizar los parámetros cinéticos que gobiernan la formación del complejo PknG:ATP; e, (iii) identificar péptidos capaces de unirse a PknG para investigar experimentalmente su interactoma usando enfoques combinatorios como “Phage Display”. Nuestros resultados confirman que PknG se une exclusivamente al ATP con una constante de disociación (KD) de 108.8  22.9 µM. El Mg2+ estabiliza térmicamente a PknG de forma ATP-dependiente. Análisis de estado pre-estacionario muestran que la unión y disociación del ATP es rápida en el complejo PknG:ATP. Usando PknGN-Ext, TPR resolvimos la estructura cristalina en el estado unido al ADP mientras que demostramos que el ATP imposibilita la cristalización. Los análisis bioinformáticos de las librerías enriquecidas por Phage Display identificaron 57 potenciales peptidos que interactuarían con PknG. Una comparación cercana con el proteoma de M. tuberculosis proporcionó un subconjunto de 20 proteínas que podrían interactuar con PknG. Nuestros resultados confirmaron cinco proteínas asociadas a PknG previamente reportadas: PknG, DnaK chaperona, transportador ABC Rv1747, Proteína Ribosomal L23 y Factor de Elongación Tu, resaltando la validez de nuestra plataforma para descubrir el interactoma de PknG. Así, nuestros resultados revelan interacciones proteína-proteína putativas que podrían participar en la supervivencia micobacteriana, mientras que también proporcionan bases sólidas para desarrollar drogas antituberculosas al interrumpir estas interacciones o explotar estos peptidos tipo compuesto líder. / The ability of Mycobacterium tuberculosis to survive inside the macrophage greatly contributes to its pathogenicity, latency and persistence during infection. This bacillus induces alterations in the intraphagosomal environment and inhibits phagosome maturation, thus promoting mycobacterial survival. M. tuberculosis PknG hijacks the macrophage precisely by avoiding phagosome-lysosome fusion. In this sense, PknG represents a family of novel targets to cope with the need for new antimicrobials for latent tuberculosis. Here, we aimed to: (i) elucidate the structural-molecular basis of ATP and Mg2+ as PknG cofactors; (ii) characterize the kinetic parameters governing PknG:ATP complex formation; and, (iii) identify PknG-binding peptides to experimentally query PknG’s interactome using combinatorial approach such as Phage Display. Our results confirm that PknG exclusively binds to ATP with a dissociation constant (KD) of 108.8  22.9 µM. Mg2+ thermally stabilizes PknG in an ATP-dependent manner. Pre-steady-state analyses show that ATP binding and dissociation are rapid in the PknG:ATP complex. Using PknGN-Ext, TPR we solved the ADP-state crystal structure while showing that ATP precludes crystallization. Phage Display and bioinformatic analyses identified 57 potential PknG binders. A close comparison to the M. tuberculosis proteome provided a subset of 20 proteins that may interact with PknG. Our results confirmed five previously reported PknG-associated proteins: PknG, DnaK chaperone, ABC transporter Rv1747, Ribosomal Protein L23 and Elongation Factor Tu, highlighting our platform’s validity to uncover the PknG interactome. Altogether, our results reveal putative protein-protein interactions that may play a role in mycobacterial survival, while also providing solid bases for the development of anti-tuberculosis drugs by disrupting these interactions or exploiting these lead-like peptide molecules. / Tesis