Actualmente, los vehículos guiados de forma autónoma (AGV) son ampliamente utilizados en diversas aplicaciones industriales, razón por la cual el diseño e implementación de estrategias de control para estos sistemas es de vital importancia para responder a las exigencias de seguridad, productividad y eficiencia que se requieren en los ámbitos en los que se desempeñan estos vehículos. Aunque las variables de interés a supervisar en un AGV son variadas, destacan dos de ellas que es necesario controlar en todo vehículo autónomo: (i) la velocidad y (ii) la dirección. Diferentes estrategias de control se han explorado e implementado para llevar a cabo la supervisión de la velocidad y la dirección de un AGV, sobresaliendo entre ellas el control difuso. El objetivo general de este trabajo, enmarcado en el proyecto de Automatización de Vehículos y Maquinaria Minera Móvil del Centro Avanzado de Tecnología para la Minería (AMTC), es diseñar e implementar controladores difusos desacoplados para controlar la velocidad y dirección de un vehículo de escala real, en particular un Volkswagen® Tiguan. En el caso del controlador de velocidad, el diseño considera dos variables de entrada, el error de velocidad y la integral del error de velocidad, y una única salida que manipula la apertura de los pedales de aceleración y freno. El signo de la salida determina cual actuador es el que se activa frente a determinadas condiciones de velocidad. El diseño de los conjuntos difusos y la base de reglas del controlador apuntan a minimizar el uso del freno, evitar la alternancia entre el uso de los pedales, permitir controlar adecuadamente la velocidad del vehículo en un amplio rango de velocidades. Por otra parte, el diseño del controlador difuso de la dirección establece como variables de entrada el error del ángulo de las ruedas y la variación de dicho ángulo, y como variable de salida la variación del ángulo del volante. Los conjuntos difusos y la base de reglas de este controlador fueron diseñados con el fin de emular y mejorar el tiempo de respuesta de un conductor humano. Ambos controladores se validaron y evaluaron a nivel de simulación en un ambiente Matlab®- Simulink, obteniéndose resultados satisfactorios en todos los casos estudiados que involucraron pruebas con referencias de velocidad y ángulo de la ruedas basadas en escalones y rampas a fin de emular distintos tipos de conducción. De igual forma, los controladores difusos se mostraron robustos frente a perturbaciones, en particular aquellas asociadas a ruido en las referencias o en la retroalimentación. Se concluye de los resultados obtenidos en este trabajo que el control difuso constituye una estrategia de control efectiva para supervisar adecuadamente la velocidad y la dirección de un AGV, obteniéndose controladores robustos y capaces de cumplir adecuadamente con los requerimientos de tiempo de estabilización y sobrenivel máximo impuestos, a nivel de simulación. De igual forma, debido a la flexibilidad de la herramienta de control utilizada, se puede establecer que en una aplicación para un ambiente no simulado es posible obtener resultados similares a los conseguidos en este trabajo, realizando las modificaciones necesarias a los controladores diseñados, según las condiciones de operación del sistema de escala real.

Ingeniera Civil de Minas / 23/08/2023

Magíster en Minería / Ingeniero Civil de Minas / El proceso de planificación minera es un etapa clave con miras a la obtención del mejor valor del negocio, no obstante, existen ciertas incertezas en el proceso asociadas a interferencias de distinta naturaleza. En este trabajo se busca desarrollar una metodología que permita incorporar en forma dinámica interferencias del tipo operacional con origen geotécnico. Es común observar en etapas previas de ingeniería que dichas interferencias sean consideradas y cuantificadas con el objetivo de establecer su impacto en el proyecto. La Mina El Teniente de CODELCO, cuya producción representa aproximadamente el 8% del cobre fino a nivel nacional, se encuentra constantemente en crecimiento desarrollando la ingeniería de cada uno de los nuevos sectores productivos e identificando los riesgos críticos a la materialización del proyecto como lo es la existencia de estallidos de rocas producto de la geotecnia y profundidad donde se desarrolle el nuevo proyecto. El siguiente trabajo propone una metodología para incorporar la probabilidad de ocurrencia de un evento sísmico de magnitud determinada en base a variables geotécnicas, minerías y operacionales .La metodología se compone principalmente por dos modelos; El primero busca estimar el peligro sísmico en base a características geotécnicas y operacionales, el cual fue definido en el informe Peligro Sísmico para el Plan Exploratorio (PSPEX). El segundo es un modelo de optimización que alimenta el software de planificación minera Universal Delphos Sequencer and Scheduler (UDESS). Integrando ambos modelos mediante bloques de iteración y evaluación secuencial de los resultados, se genera un plan de producción e incorporación de área que permita establecer la mínima probabilidad de peligro sísmico inherente al cumplimiento del plan definido para las zonas de análisis. Se definen tres casos en los cuales se busca controlar el peligro sísmico en un caso pasado o PSPEX; replicando la extracción e incorporación por periodos, uno presente o PND; el cual permite producir o incorporar sin replicar temporalidad y finalmente uno futuro ; que permita estudiar el impacto de cada una de las variables geotécnicas involucradas. Se generaron planes de producción acordes a lineamiento de planificación entregados por la División El Teniente. En todos y cada uno de estos casos, se logró disminuir la probabilidad de peligro sísmico por zona, en algunos de ellos cumpliendo el Peligro Sísmico Límite (PS_Límite) establecido y en otros casos su disminución considerable debido a las restricciones exigidas para el cumplimiento del plan no lo permitían. Se desprende una evaluación del valor presente neto por iteración asociada a la variación de la probabilidad, lo cual puede definir criterios evaluación al momento determinar el valor del proyecto afecto a riesgo. La metodología logra incorporar el peligro sísmico para una zona de análisis dados sus parámetros geotécnicos y operacionales en forma dinámica. Dada su flexibilidad, es posible que fueran incorporadas otras interferencias operacionales definidas por modelos cuyas variables puedan ser controladas en el modelo de optimización, como el propuesto en este trabajo de tesis. Se recomienda continuar con la profundización del modelo de Peligro Sísmico, el cual permita una calibración automática y/o extrapolación de este, para su aplicación en otros sectores o minas. De este modo podría ser considerado el Peligro Sísmico en forma dinámica en el desarrollo de la Planificación Minera de nuevos sectores productivos.

El modelamiento geológico es esencial para la evaluación de recursos, el diseño, la planificación minera y la definición del proceso metalúrgico a utilizar, dado que determina la extensión volumétrica y distribución espacial de unidades geológicas o geotécnicas que influyen de forma determinante sobre los procesos mencionados. Tradicionalmente, los modelos geológicos se elaboran de forma determinística, es decir, su construcción se basa en el conocimiento y experiencia de un especialista que asigna el valor de un atributo geológico a un determinado volumen, lo cual impide la cuantificación de la incertidumbre asociada al modelo generado. Por otra parte, si bien los algoritmos convencionales de simulación permiten la cuantificación de incertidumbre, las relaciones espaciales complejas y curvilíneas de las variables geológicas no pueden ser inferidas mediante estadísticas basadas en pares de puntos. Este trabajo se centra en la aplicación del algoritmo Single Normal Equation Simulation (SNESIM) de simulación de patrones con el fin de generar modelos estocásticos de litologías del depósito Escondida Norte. Se pretende estudiar la aplicabilidad del método a un depósito de tamaño real y mejorar la caracterización de la incertidumbre respecto a la extensión volumétrica y ubicación espacial de unidades geológicas. Adicionalmente se estudia la influencia de la representatividad de la imagen de entrenamiento y de la cantidad de datos disponibles para condicionar las realizaciones sobre la calidad de los modelos obtenidos. Se consideran cuatro casos de estudio resultantes de la combinación del uso de dos imágenes de entrenamiento distintas y de la incorporación de proporciones locales de litologías como dato de entrada a las simulaciones, con el fin de incorporar el concepto de no estacionaridad. En cada caso se utilizan 5 selecciones con número creciente de sondajes para condicionar los modelos. Los sondajes restantes son utilizados para la validación de los modelos generados. Para cada caso, se calcula el acierto de las realizaciones sobre los datos reservados para tal efecto. Como regla general se demuestra la aplicabilidad del método a escala mina y la ventaja del uso de una imagen de entrenamiento representativa, de la cual sea posible la inferencia de las relaciones espaciales de la variable. Además es posible apreciar la influencia positiva que tiene sobre la calidad de los modelos la disponibilidad de un número significativo de datos condicionantes. Cabe destacar, que al usar el algoritmo estudiado, el impacto relativo del aumento de datos condicionantes es mayor cuando se dispone de un número reducido de ellos, por lo que la decisión de perforar nuevos sondajes debe evaluarse detenidamente considerando el costo que las campañas de exploración conllevan, especialmente si se cuenta con un modelo geológico conceptual de calidad del cual sea posible inferir estadísticas de patrones representativas.

Geólogo / En la presente industria de la exploración minera es una práctica habitual que la etapa de exploración temprana, especialmente en las empresas Junior de Exploración, se encuentre en gran medida soportada por profesionales geólogos de distinta experiencia. Estos determinan bajo sus prácticas, evidencias de terreno y análisis de escritorio, un portafolio de prospectos mineros para una determinada compañía. Por otro lado, un profesional no geólogo encargado de inversiones y finanzas toma la información entregada por el geólogo de mayor experiencia o a cargo de la unidad de exploración y define las prioridades dentro del portafolio de prospectos mineros. De esta manera se definen las futuras inversiones de exploración avanzada, que determinarán con mayor detalle los prospectos elegidos, y el valor de éstos por ende incrementará. Este proceso de análisis se basa en interpretación de parámetros geocientíficos y llevados a conclusiones, por medio de observaciones y procesos cognitivos propios del evaluador que no son necesariamente los mismos unos de otros. Así, se ultima esta relación sólo en confianza como herramienta de soporte entre el inversionista y evaluador, a falta de un lenguaje común y análisis económicos en exploración temprana. La presente memoria tiene como objetivo, mediante la caracterización y agregación de modelos geológicos de yacimientos, generar una metodología de evaluación para el problema que se plantea. Los modelos deben estar validados por la literatura científica, con ocurrencia probada o probable en Chile y que representan blancos potenciales de explotación para cobre, oro, plata, hierro, titanio, plomo, zinc, elementos de tierras raras, níquel y cobalto. La parametrización de las variables se realizó según su correlación con los modelos de yacimientos. Al ser unas más relevantes que otras, se establecieron órdenes jerárquicos sobre ellas. Así, aquellas más relevantes segmentarán los modelos con mayor magnitud. La segmentación permitirá delinear los siguientes pasos a desarrollar en la exploración. La validación de los grupos de modelos de yacimiento fue satisfactoria para unos, mientras que fue desfavorable para otros. Estos resultados podrían responder a los reportes pobremente detallados que existen sobre yacimientos en Chile. A modo de conclusión, se ha generado una metodología que permite correlacionar, mediante un criterio de puntajes, un prospecto minero con el modelo o grupo de modelos de yacimientos que más se asemeja a tal prospecto.

Ingeniero Civil de Minas / El presente trabajo se enfoca en desarrollar una metodología de asistencia en el diseño de rampas para minería subterránea, debido a que hoy en día existen pocas metodologías optimizantes que permitan guiar este proceso, quedando a criterio de cada ingeniero. Esta metodología busca utilizar un modelo de optimización para apoyar el diseño de rampas y cruzados. El objetivo del modelo es minimizar los costos tanto de construcción como de operación involucrados en dicho proceso. Se desarrolla un modelo de optimización que asiste el diseño de rampa y cruzados considerando parámetros iniciales propios de un proyecto minero, como lo son los niveles de producción, costo de construcción, costo de transporte, espacio disponible, entre otros. Se trabaja a partir de un modelo de optimización originalmente desarrollado para el diseño de rampas en minería cielo abierto. En base a esto, se deben fijar los parámetros que deben servir de input en el modelo de minería subterránea y agregar las nuevas restricciones para que el modelo construya los diseños. Una vez que se tiene el modelo para rampas en minería subterránea, se procede a validarlo, donde los resultados mostraron que el modelo se comporta de acuerdo a lo esperado, entregando soluciones factibles de realizar operativamente y minimizando los costos totales. Al aplicar el modelo de optimización a un caso de estudio, correspondiente a una mina de explotada mediante Bench & Fill, éste es capaz de replicar soluciones previas y, además, entrega opciones de mejoras, las que están sujetas a las condiciones del yacimiento. Finalmente, se concluye que el modelo es una herramienta que permite la asistencia en el diseño de rampas en minería subterránea, logrando una conexión desde un punto inicial a los distintos niveles de producción de la mina, minimizando los costos de desarrollo de galería y los de acarreo de mineral. Además, el modelo permite ser una herramienta de aproximación al diseño de la rampa y cruzados, quedando como tarea de la persona a cargo el refinamiento de dicho diseño propuesto. / 30/06/2020

Ingeniero Civil de Minas / El presente estudio tiene como objetivo el desarrollo e implementación de un sistema de gestión para mejorar el desempeño, que se encuentra bajo lo esperado, que presentan los componentes de los equipos de carguío y transporte en Minera Escondida; específicamente se busca aumentar la seguridad del operador, reducir el costo asociado al bajo desempeño por componente y mantener la continuidad de la operación. Este sistema de gestión busca alcanzar los planes de producción y los KPI s que presenta la Gerencia de Operaciones Mina y así conseguir llegar al objetivo de Escondida 3.0 , el cual busca ser la mina más grande de cobre del mundo a julio del 2017. Para llevar a cabo este estudio, se utilizará la metodología Six Sigma, la cual busca, en primer lugar, identificar aquel componente que no está cumpliendo con la vida útil esperada, luego se analizará e identificará la principal causa del desgaste prematuro, para posteriormente seleccionar un sistema de medición de esta causa y a partir de este sistema evaluar los parámetros iniciales y los requerimientos de la compañía minera para así implementar distintos tipos de mejoras. Se identificó que los componentes que no cumplen con la vida útil esperada corresponden a los motores de tracción para el caso de los equipos de transporte, y los cables y baldes para el caso de los equipos de carguío. El desgaste prematuro de estos componentes se debe principalmente a las malas prácticas operacionales por parte de los operadores de estos equipos. Este factor se midió a través de eventos operacionales relacionados a la incorrecta aplicación del freno de servicio y parqueo en el caso de los camiones; y a la realización de Swing Impact y Boom Jack en el caso de las palas. Con respecto a las mejoras implementadas para disminuir la cantidad de eventos generados, estas se realizaron en tres etapas. La primera, se enfocó en generar información oportuna y a tiempo (en línea), la segunda, tuvo como objetivo mantener informada a la organización de los eventos ocurridos, y finalmente, la tercera etapa, se basó en un plan de acciones enfocados en reforzamientos operacionales sobre buenas prácticas. A partir de estas mejoras se logró disminuir en un 52% la cantidad de eventos operacionales generados mensualmente en los camiones y en un 20% la cantidad de eventos operacionales generados mensualmente en las palas, lo que implicó un aumento en promedio, en un periodo de 4 meses (agosto, septiembre, octubre y noviembre de 2016), de un 5% en la vida útil por cable utilizado y de un 26% en la vida útil por balde utilizado. Esto significó un beneficio económico estimado para Minera Escondida de 2.96 millones de dólares en cuanto a la reducción de uso de éstos componentes. Además, se espera una reducción considerable en los costos por motores de tracción debido a la gran reducción de eventos operacionales asociados a estos que se obtuvo.

Ingeniero Civil de Minas / Actualmente, en División el Teniente (DET), la preparación minera se realiza de forma manual o mediante equipos que requieren que el operador se encuentre en la frente de trabajo. Sin embargo, en el mercado existen equipos y tecnologías que permiten realizar esta actividad de forma remota, retirando así al trabajador de la exposición a los riesgos inherentes de la minería subterránea. En este trabajo se efectuó una simulación de la constructibilidad de un sector de mina Esmeralda con tecnologías tele asistida o remota para la preparación minera de desarrollos horizontales, aplicables en DET. Las tecnologías y equipos utilizados en esta simulación fueron la automatización de Jumbos perforadores y sistemas para la administración y control minero con enfoque en la preparación minera y cargadores de explosivos. Se generaron 11 casos en relación al grado de automatización de las actividades y su impacto en el rendimiento de los avances, donde se comparan con un caso base (caso 1) el cual se construyó con datos proporcionados de valores actuales de duración y exposición en cada actividad del ciclo de desarrollo horizontal en DET. De los once casos generados, los primeros dos casos son posibles optimizaciones del proceso actual. Los restantes nueve casos son escenarios donde el tiempo de ciclo aumenta o disminuye al utilizar nuevas tecnologías. La siguiente tabla presenta el resumen de resultados mostrando la exposición diaria promedio, el rendimiento de avance mensual para 3 frentes y el VAN de cada caso (inversión de 1,5 MUS$, resultante de efectuar la simulación de la constructibilidad del sector). Tabla resumen 1: Casos y resultados del estudio para los distintos casos propuestos para la simulación. Casos 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Exposición diaria HH 2555 2538 2514 390 386 536 536 518 518 508 512 121 Rendimiento m/mes 166 217 269 217 161 314 235 188 141 166 125 161 VAN MUS$ 81,11 81,04 81,05 80,76 81,06 80,49 80,65 80,83 81,16 80,98 81,32 81,2 De los resultados presentados en la tabla, se puede apreciar que en materia de exposición, los valores de los casos donde se utilizan tecnologías autónomas son aproximadamente un 20% del valor actual de la División. Los rendimientos en los casos donde se planteó un aumento de tiempo de ciclo, pero con un largo de avance de 4 metros, son similar al avance actual en la División. Se puede apreciar que a este nivel de inversión el VAN de los casos tecnológicos es igual o superior que en los casos basados en DET. Los casos con mejor VAN son los tecnológicos donde se aumentó el tiempo de ciclo con respecto al caso base. Como conclusión, se recomienda el uso de tecnologías autónomas para la preparación minera dado los datos desarrollados en este estudio, donde estas mejoraron los indicadores en comparación con los casos basados en el escenario actual DET. Se propone continuar con el estudio de las tecnologías autónomas recopilando mejor información de los rendimientos para refinar el estudio. / Este trabajo ha sido parcialmente financiado por CODELCO DIVISIÓN EL TENIENTE

Ingeniera Civil de Minas / El descenso en las leyes de los materiales en las distintas minas y el aumento de los costos, generan un escenario actual en la minería en que es necesario implementar innovaciones y tecnología para aprovechar de la mejor manera los recursos y aumentar el valor del negocio minero, esto es posible a través de la planificación minera, la cual define la secuencia de extracción y la asignación de los materiales explotados a los distintos destinos. La secuencia de extracción determina para cada periodo de tiempo la cantidad de material que se extraerá y desde que lugar de la mina se explotarán. En cambio la asignación de material define hacia dónde se destinarán los materiales ya explotados, ya sea a destinos de procesamiento (planta concentradora, pilas de lixiviación, etc) o a stocks para su posterior proceso o a botaderos. Actualmente la metodología tradicional de planificación hace que tanto la secuencia de extracción como la asignación de materiales se basen en usar la ley como criterio de decisión, en cambio Ore Value Ranking cuestiona este procedimiento y propone incorporar más información que solo la ley para así tomar decisiones más informadas. El objetivo de la presente memoria es generar la estandarización y metodología para implementar Ore Value Ranking en Minera Escondida Ltda., para ello se estudiaron dos criterios de decisión (o de corte) los cuales son una ley castigada por la recuperación de cada destino (CuRec/t) y el otro es el beneficio marginal por tonelada (US$/t). Si bien el último criterio incorpora más información, como por ejemplo costo de mina variable en función del tiempo de ciclo de cada bloque a cada destino, también incorpora mayor incertidumbre debido a que considera algunas variables no controladas, como los son el precio y el costo de combustible. Dentro de los resultados obtenidos en este estudio, destaca que utilizar el criterio CuRec/t en el plan del año fiscal 2018, sin cambiar la secuencia de extracción original, solo asignando mejor a los destinos, significa un aumento de 0.26% en el total de producción de cobre fino y en un incremento de 0.4% del beneficio económico de Minera Escondida. Lamentablemente debido a las limitaciones de los softwares de planificación que utiliza actualmente la empresa, no fue posible generar un plan minero usando el criterio US$/t, pero en un futuro cuando sea factible, se recomienda contrastar el beneficio de este criterio con la incertidumbre que incorpora. Otro resultado importante fue la definición de las leyes de corte para cada material de los rajos de Minera Escondida usando Ore Value Ranking, esto permitió mostrar que la ley de corte 0.3% de cobre, que actualmente utiliza la empresa, es un valor mucho más alto del que debería ser, significando que 367 Mt de material fueran consideradas lastre en el plan quinquenal, pero realmente eran mineral al tener en cuenta más información. Para ver cuánto de ese tonelaje extra efectivamente puede ser procesado se recomienda generar planes con estas nuevas leyes de corte. Finalmente se recomienda que para lograr una implementación real de Ore Value Ranking en Minera Escondida es necesario una correcta gestión de cambio, en la cual se muestre los potenciales beneficios de este cambio, creando equipos comprometidos con la estrategia de la empresa y asegurando los elementos tangibles como softwares apropiados y capacitaciones al personal.

Ingeniero Civil de Minas / Los vertederos mineros son estructuras que alcanzan altos costos de construcción, sobre 12 MUSD en algunas faenas, por otra parte, estos solo generan costos tanto en operación, mantención, monitoreo, alto uso de espacio, planificación y otros costos asociados al cierre mina. Además, luego de llegar alcanzar el límite de su capacidad, se debe proceder a la construcción de un nuevo vertedero transformándose estos en un pasivo constante para la minería. Dentro de los desechos que produce la mina hay tres grandes grupos: plásticos, neumáticos y madera. Estos últimos llegan a alcanzar un 60% del volumen dentro de los vertederos. Con el fin de hacer de la minería una industria de mayor sustentabilidad y sostenibilidad en el tiempo, creando ciclos cerrados en cada operación, es que se propone reprocesar los desperdicios de los vertederos mediante pirolización y/o gasificación, logrando así prolongar la vida útil de los vertederos al reducir el caudal depositado, además se cuantifica de forma estimativa la generación de calor y energía que podría proveer el proceso y algunas directrices para utilizar estos excedentes en los procesos mineros. Se evaluó la factibilidad de la instalación e implementación de la planta paralizadora, para desechos de madera, plástico y neumáticos. Cuantificando el beneficio en más de 1.3 millones de dólares anuales solamente considerando la disminución de costos en relación al menor flujo de desechos depositados, esto sumado al beneficio del uso de los combustibles generados para distintos fines como la integración del potencial adicional para la red de suministro energético mina y la energía térmica para calentar el lixiviante y así mejorar la recuperación en las pilas permanentes de sulfuros mediante una mayor cinética de extracción, justifican plenamente los altos costos en inversión la cual considera el control de emisiones para que esta sea una alternativa real en la deposición de desechos en el marco ambiental.