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Ingeniero Civil de Minas / La presente memoria profesional ha sido patrocinada por División El Soldado perteneciente a la Compañía Minera Anglo American Chile. El trabajo fue realizado en las instalaciones de esta División, específicamente en el área de planificación. Durante el transcurso del estudio se ha contado con el apoyo de un tutor designado por la Compañía, el Sr. Fabián Lemus. El objetivo principal de esta memoria o estudio fue construir un modelo económico que permita estimar un parámetro importante para el área de planificación, el costo mina. Para ello se requiere que el modelo sea lo más confiable posible dentro de las herramientas disponibles. El estudio se centró en la realidad y particularidad de División El Soldado de Anglo American Chile; de manera que se realizaron cálculos específicos relacionados con esta mina, lo que aumenta la confiabilidad del modelo. Otro objetivo fue caracterizar los KPI´s relacionados con la productividad de los equipos mineros (disponibilidad física, uso de la disponibilidad física y rendimiento) y establecer intervalos de confianza para ellos. Luego, usando estos valores e intervalos de confianza, previamente descritos, como inputs al modelo económico, se establecieron intervalos de probabilidad para el costo mina. Cabe mencionar que como parte de los requerimientos del estudio, el Modelo también logra estimar las flotas de equipos mineros para cada año dentro del periodo de vida de la mina. El modelo fue construido subdividiendo por áreas el costo mina hasta el detalle máximo. También se utilizó la herramienta Minesight Haulage para el cálculo de distancias de transporte. Posteriormente el modelo fue calibrado usando los resultados reales obtenidos en el ejercicio del año 2012 con respecto al costo mina, obteniendo un porcentaje de diferencia entre el costo mina real versus el costo mina modelado de 0,5%. Establecido que el modelo entregaba resultados confiables, se obtuvo como resultado que el costo mina para el año 2013 según el modelo será de 2,179 US$/t. Luego, utilizando los KPI´s analizados, se obtuvo un costo mina medio de 2,255 US$/t, el cual se encontraba dentro de un intervalo de probabilidad al 70% para el costo mina (2,228 2,283). Se realizaron análisis parecidos para la flota de equipos mineros, en los cuales se obtuvieron resultados satisfactorios al igual que los obtenidos en el análisis del costo mina.

Ingeniero Civil de Minas / Como resultado de los trabajos de repotenciación de los equipos de chancado y apilamiento llevados a cabo en el año 2011, la Sociedad Mirasó ha previsto un aumento del flujo anual de mineral desde 1,4 a 1,8 millones de toneladas a partir del año 2012. Los cambios se realizaron principalmente en las correas transportadoras y chutes de traspaso de la planta de chancado, así como en las correas transportadoras del sistema de apiñamiento, sin embargo, las capacidades de los equipos e instalaciones de la aglomeración, lixiviación y extracción por solventes no fueron modificadas. El objetivo del presente trabajo es evaluar el nuevo escenario industrial, identificando las posibles fases de la cadena de producción que puedan ralentizar el proceso de producción global, mediante el estudio de las capacidades de tratamiento de cada uno de los equipos principales integrantes de aquellas áreas que no sufrieron cambios. La evaluación se realizó en dos etapas estudios. Primero se establecieron las condiciones de la operación presente, mediante la actualización de los criterios de diseño y el balance de masa, y luego se evaluó la situación futura con mayor tonelaje, considerando uno y dos ciclos de lixiviación. Los cambios más importantes respecto de los criterios utilizados en el diseño inicial, con impacto en la capacidad de los equipos, son la reducción de la utilización del sistema de apiñamiento (de 80 a 71%), el aumento de la dosificación de ácido en el tambor aglomerador (de 16 a 30 kg/t) y la reducción de la tasa de riego en la lixiviación (de 4,5 a 3,0 l/h/m2). En la aglomeración, la conclusión final es que los equipos sometidos a este análisis cuentan con la capacidad para soportar el aumento de producción. Sin embargo, existen desviaciones que deben ser corregidas tales como la capacidad y el diseño de las tuberías de inyección de agua y de ácido. En la lixiviación, el sistema de bombeo de solución de riego se encuentra al límite de la capacidad que requerirá el aumento de la producción (280 m3/h), por lo que la lixiviación en dos etapas podría ser una solución. No obstante, esto último se recomienda sólo como una respuesta operacional puntual, en caso de una eventual alza de los sólidos en suspensión y consecuentes arrastres de orgánico. En los casos que se aplique, es fundamental realizar un buen lavado durante el segundo ciclo. Finalmente, en la extracción por solvente, se recomienda aumentar la concentración de la amina extractante de 8 a 10%, para evitar el aumento del flujo de orgánico, y conservar así la eficiencia de transferencia del proceso.

Ingeniero Civil Eléctrico / La matriz energética del Sistema Interconectado Central (SIC) está compuesta prioritariamente por medios de generación con base a combustibles fósiles y grandes centrales de generación hidráulica. El Gobierno de Chile decidió impulsar el desarrollo de proyectos de generación en base a Energías Renovables No Convencionales (ERNC) [1]. Este desafío incorpora el desarrollo de proyectos hidráulicos de pequeñas unidades hidráulicas de pasadas para generar energía, donde el país posee un gran potencial. En particular, en el Centro de Energía de la Universidad de Chile (CE-FCFM) se está desarrollando una central Micro Hidráulica de 10 kW, la que tiene la capacidad de operar de forma aislada o en sincronismo con la red. Esta central es manejada a través de una Interfaz Hombre Máquina (HMI, Human Machine Interface), y se comunica con el controlador principal de la central mediante protocolo serial RS232. El objetivo de este trabajo es mejorar la HMI existente de modo que presente los datos relevantes del sistema, además de permitir controlar la central de forma sencilla e intuitiva. Esta interfaz debe ser compatible con el esquema de estados y transiciones con el cual opera la central, el que debe ser flexibilizado y ordenado. Para este trabajo se utiliza el software de diseño de aplicaciones graficas QTcreator, que permite de manera sencilla implementar interfaces gráficas, mediante la utilización de objetos predefinidos y código fuente en C++. A su vez, para trabajar en el sistema de estados y transiciones, se utiliza Code Composer Studio, el cual permite programar el Procesador Digital de Señales que controla la central. Se logra crear una interfaz gráfica que cuenta con distintas pestañas en las que se pueden observar las variables relevantes del sistema (tensión, corrientes, potencia, etc.) y enviar órdenes de cambio de estados o modos de operación al controlador principal (Detenido, En Espera, Isla, Sincronizado, Red y Mantencion). Asimismo, se expanden los estados de operación y se reescribe la estructura del programa del controlador principal de forma que quede ordenado de manera secuencial. La solución es integrada y validada exhaustivamente en el prototipo de central micro hidráulica, donde asimismo, una serie de problemas de operación, componentes e interfaz son detectados y abordados sistemáticamente proponiendo soluciones en cada caso. Como trabajo futuro, se propone la implementación de un sistema de reinicio de la central micro hidráulica en caso de emergencia, como también la implementación de las protecciones contra fallas que puedan ocurrir en el sistema y la subsecuente integración de inteligencia en la central. También se propone implementar la sección de herramientas de la interfaz, y finalmente la interfaz misma para dispositivos móviles.

Ingeniero Civil Eléctrico / El proyecto The Microformer , presentado el año 2010 en una competencia local en la Universidad de Wisconsin-Madison, consiste en la propuesta de un sistema de electrificación basado en transformadores de bajo costo. Estos transformadores están construidos con componentes reciclados de basura electrónica, específicamente obtenidos de hornos de microondas, que facilitan la electrificación de zonas de baja densidad de población (por ejemplo, zonas rurales) mejorando la eficiencia del sistema de transmisión/distribución eléctrica. A pesar de que existe un buen conocimiento sobre el comportamiento del Microformer como unidad, no existen estudios a nivel de sistema que involucren uno o más Microformers dentro de una red. Además, el Microformer nunca ha sido modelado en un ambiente de generación distribuida con múltiples puntos de inyección. Desde el punto de vista del sistema, el Microformer debiera comportarse como cualquier otro transformador. Sin embargo, sus características eléctricas son bastante diferentes comparado con transformadores de distribución comerciales. En el presente trabajo de título se pretende estudiar el comportamiento del Microformer a nivel de sistema. Para ello se presentan tres casos globales de estudio con el fin de observar y mejorar el comportamiento del Microformer en redes compuestas por los mismos. Primero se construye una red trifásica de laboratorio con ocho Microformers reproduciendo una topología rural, luego se implementa dicha red en el software de cálculo DigSILENT PowerFactory para cubrir casos que son imposibles recrear en la red experimental. Finalmente, se inserta el Microformer en una red modelo de la IEEE teniendo en cuenta las consideraciones y conclusiones obtenidas de los casos de estudios previos. A diferencia de trabajos anteriores, los transformadores de microondas son modificados según la función que cumplan en una red de distribución. Para los Microformers de subida se mantiene una razón de transformación de 9,1 con tal de obtener 2 kV en alta tensión. Por otro lado, debido a la mala regulación de los Microformers de bajada, es imperante modificar su razón de transformación al mínimo posible mediante la adición de espiras para compensar así la caída de tensión debido a los flujos de fuga y las pérdidas Joule en sus enrollados. Además, para mejorar aún más la regulación se aprovechan los condensadores de alta tensión que vienen en los hornos microondas. En este trabajo se dan una serie de recomendaciones para futuras redes que se construyan con Microformers a partir de los resultados obtenidos en las simulaciones realizadas, entre ellas se encuentran el descarte previo de transformadores de microondas que no cumplan con los resultados mínimos esperados en las pruebas típicas; reducción de la potencia nominal de los Microformers a 660 VA; modificación de los Microformers según su función en la red; largos mínimos y máximos de líneas para que el uso de Microformers sea justificado y que se encuentre dentro de la norma. Como trabajo futuro se propone hacer un estudio estadístico de transformadores de microondas analizando qué tanto varían los parámetros eléctricos entre hornos de microondas de una misma marca o modelo, esto con el fin de determinar si es posible construir bancos trifásicos de transformadores con más de tres Microformers en paralelo. También se propone mejorar los niveles de armónicos de tensión y corriente implementando filtros de armónicos u otros métodos similares. Finalmente se deja construida una red experimental con fines pedagógicos en el Laboratorio de Máquinas del Departamento de Ingeniería Eléctrica, por lo que se propone realizar una guía de laboratorio para que los alumnos estudien los casos abarcados en este trabajo.

Ingeniero Civil Eléctrico / Las estaciones terrenas son las encargadas de recibir la información enviada por los satélites, para que dicha información sea utilizada por los usuarios que la requieran en tierra. En particular, el uso de nanosatélites por distintas instituciones de investigación y universidades, crea la necesidad de que estas estaciones terrenas sean capaces de mantener un enlace de comunicaciones estable y de un desempeño tolerable para la transmisión de datos utilizados para la ciencia. En el presente trabajo se presenta el diseño e implementación de un esquema de comunicaciones en la banda de 2,4GHz para desarrollar una estación terrena que opere en dicha frecuencia y pueda ser utilizada en un enlace de comunicaciones para nanosatélites. En la primera parte de esta memoria se presenta el marco teórico que permite entender los distintos bloques que componen un esquema de comunicación digital, para luego analizar el uso de enlaces de radio en comunicaciones. Junto con lo anterior, se explican los elementos que componen a los sistemas de comunicación satelital, y se detalla el esquema de comunicación del proyecto Suchai 1, para luego introducir la problemática abordada. Se diseñó e implementó un esquema de comunicaciones en la banda ISM en torno a 2,4 GHz, por medio de la utilización de Radios Definidas por Software, lo cual permitía modificar de manera versátil los parámetros fundamentales de dicho sistema de comunicaciones. Se procedió a adaptar una antena satelital existente a la banda de operación deseada, y así, incluir dicha antena al sistema de comunicaciones implementado en Radios Definidas por Software. De esta forma, se definen por completo los bloques de una estación terrena satelital. Se realizaron pruebas para cuantificar tanto el desempeño del enlace como la adaptación realizada. De esta forma, utilizando como figura de mérito la tasa de error de bits, y aprovechando la versatilidad de las radios definidas por software, se pudo observar el desempeño del sistema de comunicaciones digitales mediante la variación de la razón señal a ruido del sistema. Por otro lado, se realizaron mediciones del parámetro de scattering S11 en la entrada de la antena para asegurar que su operación este dentro de la banda. También se realizaron pruebas para medir el punto de máxima ganancia y el valor de esta última para cuantificar si la adaptación era óptima. Una vez hecho lo anterior, se realizaron pruebas del esquema de comunicaciones incluyendo a la antena adaptada y en un escenario con pérdidas equivalentes a la distancia entre la estación terrena y el satélite en órbita. Finalmente, utilizando modulación FSK en la banda de 2,4 GHz, se logró obtener un enlace de comunicaciones con una tasa de 10 kbps, logrando alcanzar una distancia equivalente superior a 700 km, con lo que se puede concluir que la arquitectura propuesta mediante el uso de radios definidas por software para una estación terrena satelital es factible.

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / Trata del cálculo de la carga térmica y selección de un equipo de refrigeración “chiller” para enfriar el agua que sirve a la planta de tratamiento térmico de piezas de acero y aleaciones fundidas darle mayor dureza y por lo tanto mayor duración de las diferentes piezas fabricadas al sector industrial. Dentro de los diferentes procesos para llevar a cabo el tratamiento térmico para darle la dureza necesaria de las piezas de fundición es la necesidad de la Empresa Metalúrgica Peruana S.A. (MEPSA) de contar con una cisterna que contenga agua helada, tal situación de necesidad de la empresa es el objetivo de esta investigación de resolver este problema. / Trabajo de suficiencia profesional

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / El documento digital no refiere asesor / Realiza el análisis de falla de dos tapones inflables tipo Thru Tubing corridos con Coiled Tubing durante las operaciones de abandono del pozo Mirasol 1 de la empresa Petrominerales Colombia Limited. Lo innovador del Coiled Tubing es que se dobla plásticamente desde el carrete al arco de guía del cuello de ganso. La deformación cedente para el Coiled Tubing se basa en el módulo de Young’E y el esfuerzo de cedencia syE= 30*106 y el típico para el Coiled Tubing sy=80.000lpc, de aquí que la deformación cedente sea dada por sy/E=0,003 o 3.000 micro deformación. / Trabajo de suficiencia profesional

Diseña el nuevo sistema de bombeo desde la descarga actual en la corona del dique de la poza N°5 hasta la corona del dique de la poza N°6 por la cual se plantea hacer una estación de bombeo en la corona de la poza N°5 y su línea de impulsión para poder elevar la pulpa de este nivel hasta la nueva descarga ubicada en la corona de la poza N°6 (522 m.s.n.m). La Refinería de Cajamarquilla (RDC) que actualmente es propiedad de la empresa Votorantim Metais S.A., es una empresa dedicada al procesamiento metalúrgico de concentrados de zinc y a la comercialización de zinc refinado de alta pureza, aleaciones en diferentes formas y otros subproductos. El procesamiento de estos concentrados genera los residuos sólidos tales como: jarosita, goetitas y relaves de flotación, los cuales son transportados en forma de pulpa hasta las pozas de jarosita y goetitas respectivamente. En vista del cierre por colmatación de la poza N°5, en el año 2013 se construyó la Poza N°6, entre las cotas 485 m.s.n.m (cota de fondo) y la cota 522 m.s.n.m (cota corona de dique), considerando taludes interiores y exteriores 2H:1V, con una capacidad estimada de 3.4 millones de metros cúbicos. Para lo cual, es necesario adecuar el sistema de bombeo existente que viene de la Planta (450 m.s.n.m) hacia la poza N° 5 (490 m.s.n.m) con una impulsión desde esta hasta la corona de la poza N° 6. / Trabajo de suficiencia profesional

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / El documento digital no refiere asesor / Realiza un proyecto de sistema de aire acondicionado para la Universidad Privada San Juan Bautista, pabellón G, en el distrito de Chorrillos, para este proyecto se analiza y determina las condiciones de temperatura y humedad máxima en los últimos años que se registraron en el distrito de Chorrillos, levantamiento de los planos de arquitectura así como sus características constructiva del pabellón a acondicionar, para luego proceder a desarrollar los cálculos de las cargas térmicas de cada ambiente a acondicionar de acuerdo a las normativas vigentes de la ANSI/ASHRAE. Con esto se procede a seleccionar las capacidades de enfriamiento y el tipo de equipo de acuerdo con las cargas térmicas calculadas en cada ambiente. Los tipos de unidades interiores (equipos split pared, piso techo, cassette, fan coil, ducto, etc) se seleccionarán de acuerdo con las características del ambiente a acondicionar y para la selección de las unidades exteriores se escogerá que tipo de sistema de aire acondicionado (convencional y flujo de refrigerante variable), para esto se analizan las características, costos y eficiencia energética de cada tipo de sistemas. Finalmente se hace un análisis comparativo de costos y eficiencia energética, y se opta por el tipo de sistema de aire acondicionado que beneficie económicamente al cliente. / Trabajo de suficiencia profesional