La Eficiencia Energética es el conjunto de acciones que permiten optimizar la relación entre la cantidad de energía consumida y los productos obtenidos. Dado que en el último tiempo ha existido un aumento sostenido en el precio de la energía eléctrica, así como de los combustibles, se hace necesario estudiar medidas que permitan disminuir los costos operacionales del sector industrial, y en especial, que generen ahorros de energía sustentables en el tiempo, y de manera responsable con el medio ambiente. En este contexto se enmarca el presente trabajo de título. En él se desarrolla una guía que permite diseñar, operar y mantener de manera eficiente una planta industrial, realizando evaluaciones técnicas y económicas para la incorporación de medidas de uso eficiente de la energía. En este sentido cabe señalar que la industria minera es un sector propicio para implementar alternativas que permitan generar ahorros de energía, dado el trabajo intensivo que realizan los diferentes procesos que actúan en la cadena productiva, y que participan de manera permanente en el consumo de electricidad y combustible. De esta manera, y conociendo las ventajas que posee la industria minera para el uso eficiente de la energía, es que la empresa Anglo American Quellaveco S.A se ha interesado en desarrollar una planta concentradora de cobre con altos índices de eficiencia energética, por lo que este proyecto minero será la base de partida para el presente estudio. Sin pérdida de generalidad, las opciones de uso eficiente de la energía descritas en este documento pueden ser replicadas en todo el sector industrial. La metodología desarrollada contempla llevar a cabo una caracterización completa de los diferentes procesos y equipos que interactuarán en la planta concentradora Quellaveco, con el objetivo de conocer las condiciones de operación de cada equipo. Luego se desarrolla una explicación técnica, y un análisis económico, de cómo se pueden implementar las alternativas de uso eficiente de la energía y se evaluarán los resultados en la planta. Se concluye que el uso eficiente de la energía en Quellaveco permitirá ahorrar anualmente 108,7 [GWh] de energía, lo que significa el 8,66% de la demanda global de la planta. Se observa además que, al inscribir Quellaveco como un mecanismo de desarrollo limpio, se podrán obtener ganancias anuales superiores a los US$ 230.000, lo que corresponderá a disminuir las emisiones de CO2 en 68.000 toneladas por año.

La selección de la tasa de producción y consecuentemente de la vida del yacimiento es una decisión crucial en el desarrollo de un proyecto minero. Este factor determina la producción, la inversión y los costos operativos los que a su vez determinan el valor económico y la viabilidad del proyecto. Normalmente, para cada proyecto en particular se busca la vida útil que optimiza el resultado económico. Este trabajo intenta buscar tendencias generales mediante un análisis teórico general, en comparación a otras formulas empíricas desarrolladas por varios autores. El estudio desarrolla la parametrización del Valor Actual Neto de un yacimiento de cobre a ser explotado a rajo abierto en función de la vida útil del mismo. A partir de esta fórmula se intenta obtener una expresión para la vida útil que optimiza el Valor Actual Neto en función de los parámetros económicos más importantes. Las expresiones resultan bastante complejas, por lo que debe usarse aproximaciones, con éxito variable. Finalmente, los resultados se comparan a un caso real. Estas son las principales conclusiones del estudio: La vida óptima económica es independiente de las reservas del yacimiento. Los valores del VAN son muy similares para un extenso rango de vida en torno al máximo, lo que permite la selección en ese rango considerando otros factores. La vida óptima es muy sensible al precio del cobre y disminuye cuando este aumenta, siendo aún más sensible cuando se consideran precios del cobre crecientes o decrecientes en el tiempo. Con menor sensibilidad, la vida útil económica aumenta cuando crece la inversión por unidad de producción, los costos fijos y variables ó la tasa de descuento. Para los rangos usuales de inversión, costos de operación y precios de estimación de hoy, la vida óptima económica varía entre 20 - 30 años. La experiencia muestra que la gran mayoría de las operaciones se amplia y extiende su vida útil considerablemente más allá de las estimaciones originales. Un análisis sustentado en el análisis teórico previo indica que se debiera privilegiar los ritmos de explotación más intensos dentro del rango óptimo, ya que estos generan mejores resultados económicos que potenciales ampliaciones futuras.

No autorizado por el autor para ser publicada a texto completo / El proyecto de memoria se enmarca en el apoyo a la gestión de información y optimización de actividades para la Superintendencia de Contratos de Minera Los Pelambres, esto inmerso en el proceso de contratación de servicios operacionales mediante la externalización de estos últimos a empresas externas o colaboradoras. El estudio se centra en 3 macro procesos: Licitaciones; Adjudicaciones Directas; Modificaciones de contrato, los cuales son parte del sistema bien definido “Proceso de contratación”. Este extenso proceso de carácter secuencial, que actualmente posee una eficacia indiscutible, presenta oportunidades que podrían generar valor en la gestión operacional, estas pueden englobarse en 4 grupos: Primero, se verifican demoras en 8 subprocesos producto del uso de canales de comunicación mejorables; Segundo, se carece de herramientas que generen trazabilidad de actividades, de manera que no se puede establecer un monitoreo continuo de éstas, el responsable asociado y si se están gestionando de forma correcta los plazos límites; Tercero, la generación de información de gestión y planificación de contrataciones ostenta ser una mejora potencial para la programación del área ante oscilantes cargas de trabajo; Cuarto, degradación de la información, dado que esta por lo general fluye a través de medios de comunicación informales, formularios impresos y correos electrónicos, además de una falta de estructura en el control documental. La propuesta de solución se enfoca sobre estos 4 pilares, y se propone la introducción de un sistema de información administrativo basado en la plataforma Microsoft Sharepoint, que favorezca los espacios colaborativos de trabajo para operar aquellas actividades que requieren intervención de múltiples actores. A su vez, con el afán de agilizar procesos, se propone la incorporación de funcionalidades tales como: Ingreso de solicitudes en línea mediante formularios previamente diseñados; Aprobaciones en línea según la parametrización vigente de la compañía; Generación automática de documentos con información proveniente del modelo de datos creado para el sistema; Uso de alertas y alarmas de procesos, y por último, la generación de paneles de monitoreo de contratos y su seguimiento, esto con el objeto de mejorar la gestión de recursos y planificación estratégica operacional. A pesar de presentar una solución de complejidad no elevada, el modelo se concentra en las oportunidades antes mencionadas y el conocimiento acabado de las prácticas de la organización, lo que constituye un elemento diferenciador de proyectos anteriores. Se avala el cumplimiento de los objetivos propuestos, proyectando reducciones de tiempo de hasta un 22% en la totalidad de los procesos, además de atenuar riesgos legales y operativos, disminución de costos y favorecer la transmisión del conocimiento dentro de la organización, esto producto del uso de herramientas familiares para el usuario (servicios web), de simple acceso y uso a la vanguardia de las tecnologías de la información.

Autorizada por el autor, pero con restricción para ser publicada a texto completo hasta el 2012 / El presente trabajo de título tiene por objetivo desarrollar una evaluación económica de los diferentes tipos de financiamiento para una determinada flota de vehículos de carga liviana y de transporte de pasajeros, enfocada en la industria minera. El proyecto surge por la necesidad que tiene Empresas COMIN S.A., especializada en proyectos y montajes para la minería, de satisfacer su demanda de vehículos de carga liviana y transporte de pasajero para las faenas. La metodología utilizada en este trabajo, contempla una recopilación de datos sobre las diferentes opciones de financiamiento que se ofrecen en el mercado para la compra de flotas de vehículos, análisis de la situación de demanda de transporte de la empresa, además del estudio de la flota propuesta por esta misma y de las posibles flotas que pudiesen suplir la demanda media de transporte. La metodología concluye con un análisiseconómico de las diferentes opciones de financiamiento para un horizonte de 5 años. Las diferentes opciones de financiamiento son: crédito bancario completo (cubriendo todo el valor de la flota), crédito complementario (cubriendo una parte del valor de la flota), leasing financiero, leasing inteligente y financiamiento completo por parte de la empresa. En todas las opciones de financiamiento se consideraron las diferentes tasas de interés que se aplican a cada una de ellas y las inversiones iniciales requeridas para cada tipo de financiamiento. Antes de evaluar las diferentes opciones de financiamiento, se estudiaron posibles flotas que suplieran la demanda media de transporte de pasajeros, ya que si bien Empresas COMIN S.A. propone una flota para ser estudiada, esto no significa que pudiese ser la más adecuada. Para esto se utiliza el complemento Crystal Ball, que entrega todos los escenarios de flotas posibles, extrayendo la de menor inversión y la que se ajusta más a las necesidades de la empresa. Se evaluaron las flotas mencionadas anteriormente, con las diferentes opciones de financiamiento, utilizando una tasa de descuento del 12%. Todas las evaluaciones donde se utilizó la flota obtenida a través de Crystal Ball arrojaron un mayor VAN que las evaluaciones utilizando la flota propuesta por Empresas COMIN S.A. Los mejores resultados se obtuvieron con la opción dé financiamiento con crédito completo, donde con una inversión de $ 134.591.860 arroja una TIR de 194% y un VAN de 648.765.333, y con la opción leasing financiero, invirtiendo $ 134.591.860 arroja una TIR de 95% y un VAN de 557.503.404.

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Durante los últimos años el precio de la electricidad en Chile ha experimentado fuertes alzas, incidiendo directamente en los costos de producción de la industria minera nacional y afectando su competitividad en el mercado mundial. Este incremento en los costos de la electricidad, se debe principalmente a la implementación de políticas energéticas que no prosperaron dentro de las cuales se encuentra la crisis experimentada en la importación de gas natural en la última década, en donde se produjo un efecto combinado entre el reemplazo de gas natural por otros combustibles convencionales de mayor costo y el incremento generalizado del precio de éstos, particularmente en los años 2007 y 2008. Lo anterior representa un incentivo a estudiar y analizar el desarrollo de una potencial implementación de tecnologías que consideren el uso de energías renovables no convencionales, obteniendo así seguridad en el suministro a precios más competitivos. Este trabajo consiste en un estudio de factibilidad de la utilización de energía solar para la producción de energía eléctrica necesaria para las operaciones unitarias de las faenas mineras del Norte Grande, focalizando el análisis en identificar las posibles barreras que afectan a este tipo de proyectos: técnicas, de entrada, económicas, políticas, ambientales y socioculturales. La matriz energética del Sistema Interconectado del Norte Grande (SING) se compone casi en su totalidad de centrales termoeléctricas, las que principalmente consumen carbón y sus derivados para generar electricidad a costos más bajos. El compromiso y la protección medioambiental mundial fomentan la necesidad de reducir las emisiones contaminantes a través de beneficios e incentivos económicos normados y reconocidos como la huella de carbón. Dentro de las tecnologías que generan energía a partir de energía solar, una de las que cuenta con mejor disponibilidad y desarrollo, es el Concentrador Cilindro Parabólico, el que pese a contar con ventajas comparativas, presenta altos costos que no permiten en el mediano plazo invertir en una implementación de este tipo. Finalmente se concluye que la ley sobre energías renovables no es suficiente para crear los incentivos necesarios para impulsar inversiones en tecnología limpia por parte de las grandes empresas mineras. Lo que sumado a altos costos de estas tecnologías relacionados directamente a su desarrollo incipiente y a su falta de desarrollo, no logra dar paso a inversiones de este tipo. Pero el escenario debe ser evaluado de forma más integral de acuerdo a las tendencias actuales, internalizando otros aspectos como los impactos negativos de seguir explotando sistemas de generación convencionales como las centrales termoeléctricas, referidos principalmente a efectos en la salud y medioambiente. Para ello, establecer mecanismos legales y normativos se muestran como la principal herramienta para poder atenuar o eliminar las barreras de entrada a tecnología solar-térmica de concentración. Con lo anterior se espera que las empresas mineras tengan reales incentivos a rediseñar sus políticas energéticas, invirtiendo en tecnologías de generación no convencionales que en mediano plazo resulten en una disminución de costos de la energía y la actividad sea más competitiva.

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En la actualidad los métodos por hundimiento están enfrentando 3 grandes problemas: una baja en la ley del mineral, un aumento en la dureza del material a hundir y problemas logísticos con la distancia a nuevos depósitos minerales. Las soluciones a estos problemas se basan en aumentar la capacidad de extracción junto a una baja del costo por tonelada de mineral, un rediseño del sistema de extracción del mineral para lidiar con el aumento en la dureza y una modificación en la estrategia del manejo de mineral para hacerlo más eficiente y compensar los problemas logísticos. Este trabajo propone un rediseño completo del sistema de manejo del mineral a través de: eliminar el efecto de interferencia que produce la aparición de sobretamaños, con su consiguiente reducción secundaria, que afecta a otras operaciones como el acarreo y traspaso. Además se busca un aumento de la velocidad de extracción al tener equipos con alta productividad, es por esto que propone el acotar el recorrido de equipos LHD a un máximo de 64 metros para alcanzar todo su potencial productivo. La estrategia propuesta para mejorar el manejo de mineral se basa en el traspaso inmediato del mineral desde el punto de extracción a un nivel inferior de acarreo y reducción a través de una parrilla con martillo picador en caso de ser necesario. También se propone el uso de la técnica de reducción secundaria con tronadura controlada con cartuchos de pequeño diámetro con los cuales se minimiza daño a infraestructura por proyección de fragmentos, la necesidad de ventilar y cerrar varias calles para coordinar tronaduras simultáneas. El diseño propuesto resultante es un módulo productivo con 32 puntos de extracción en una malla cuadrada de 13x13 [m], con un nivel de producción de galerías de 4x4 metros donde funcionan 4 calles, con 1 equipo cachorrero y 2 martillos móviles cada una. A esto se agregan 16 piques de traspaso de 2,5 [m] de diámetro que desembocan en un nivel de acarreo donde 2 equipos LHD de 8,5 [yd3] llevan el mineral a un chancador Sizer MMD 1150. El nivel de acarreo cumple con la condición de permitir la construcción de malla extracción tipo Herringbone 13x13 en caso que se produzca un colapso del nivel de producción. Este sistema propuesto es capaz de llegar a una velocidad de extracción máxima de 2,6 t/m2día con un costo de 8,07 US$/t de mineral extraído y una evaluación económica, comparando con lo tradicional, le entrega la ventaja de 20% en VAN por el ingreso anticipado de flujos dado su ramp up más corto.

Ingeniero Civil / Los depósitos de relaves espesados, o TTD según sus siglas en inglés (Thickened Tailings Disposal), son aquellos en los cuales el relave descargado ha sido sometido a un proceso de espesamiento, incrementando las concentraciones de sólido en peso en comparación al relave convencional. Esta tecnología está siendo cada vez más utilizada en los últimos años debido principalmente a que permite una utilización más eficiente del agua que los relaves convencionales. Desde la perspectiva ambiental, uno de los mayores problemas provocados por la depositación de relaves es la contaminación de las napas subterráneas debido a la infiltración de agua desde los depósitos. El uso de TTD, en teoría, reduciría en forma considerable este impacto, debido a que contienen un bajo contenido de agua, además de material altamente impermeable. Si bien existen estudios de laboratorio, terreno y modelación que muestran que la infiltración mediante este método es baja, aún es necesario avanzar en estudios que permitan entender de mejor manera este fenómeno. La presente investigación está enfocada en el análisis de los parámetros geotécnicos que controlan la infiltración de agua desde los relaves espesados hacia el subsuelo, considerando las características tanto de los relaves como de los suelos subyacentes a los depósitos. En esta investigación se implementó un ensayo de laboratorio que permite medir la humedad en el suelo subyacente al depositar sobre él una capa de relave. El aparato utilizado consistió en un cilindro de 40 a 50 cm de alto y 9,6 cm de diámetro dentro del cual se colocó una capa de suelo natural de 30 a 40 cm de espesor y sobre él la capa de relaves de 5 cm de espesor con las características típicas de depositación. La humedad fue medida en profundidad a través de sensores conectados a un datalogger. El programa de ensayos desarrollado consideró tres relaves provenientes de diferentes proyectos mineros y dos suelos naturales con distintas características geotécnicas, que provienen de sitios en donde se emplazarán depósitos de relaves. Los resultados de los ensayos permiten concluir que la infiltración en el suelo es producida en mayor medida inmediatamente después de la depositación del relave y la cantidad de agua infiltrada depende, principalmente, de las propiedades intrínsecas del suelo de fundación y no de las características del relave. Por otra parte, la infiltración al suelo de fundación no se ve afectada de manera importante por efecto de la radiación. En el relave, en cambio, la humedad final es controlada principalmente por este efecto. En los ensayos realizados, la infiltración producida en los suelos de fundación, los cuales no presentaban humedad al comienzo de los ensayos, no superó humedades finales de 7% y profundidades superiores a 25 cm al final del ensayo.

En el Proyecto Mina Chuquicamata Subterránea, que será explotada con el método block caving, se ha definido la conveniencia de dejar un pilar entre la falla oeste y el límite de la explotación de la mina, denominado Pilar Oeste o Rib Pillar. Recomendaciones geomecánicas indican que debe haber una estructura barrera que proteja las reservas existentes en el primer nivel de producción del material diluyente presente al oeste de la falla. Este diluyente representa un potencial riesgo en el negocio pues pudiese incorporarse a las columnas de extracción de manera prematura. El Pilar Oeste tiene 2.480 m de extensión, un ancho promedio de 60 m y una altura que varía desde los 350 m (zona central) a los 680 m (zonas norte y sur). Al integrar reservas y diluir utilizando el algoritmo de Laubscher con un punto de entrada de dilución (PED) del 40%, se obtienen 59 Mt a leyes medias de 0,93% Cu y 210 ppm Mo. En consecuencia, el objetivo central de este trabajo se remite a evaluar el impacto técnico-económico de la recuperación de recursos remanentes en el Pilar Oeste, presentando para ello dos alternativas en el diseño y en la planificación. Las condiciones existentes son aptas para el desarrollo de un método caving, pero hay algunas particularidades como la subsidencia, estabilidad, hundibilidad y geometría del Pilar Oeste que deben ser consideradas. Se define entonces un diseño utilizando el método block caving, dispuesto en una malla tipo Teniente 32x15, similar a la ya propuesta en el diseño minero de la ingeniería básica, donde se aprovecha gran parte de la infraestructura existente en lo que respecta a calles de producción, sistema y piques de traspaso de mineral y chimeneas de ventilación, entre otros. Respecto a la planificación minera se analizan dos alternativas con respecto al caso base, que se compone por el plan de Chuquicamata Subterránea y 46 Mt de mineral provenientes de la mina Radomiro Tomic Fase I (RT Fase I). La primera alternativa (Caso 1) consiste en un trade-off o costo oportunidad que representa reemplazar reservas minerales de Chuquicamata Subterránea con mineral recuperado desde el Pilar Oeste. La segunda alternativa en tanto (Caso 2) corresponde a un aumento en la capacidad de la mina hasta 155 ktpd, agregando al sistema subterráneo mineral del Pilar Oeste que reemplaza el vector aportado desde el rajo RT. Ambos casos se construyen sobre una base de planificación anual de largo plazo. Los resultados de la evaluación económica indican que versus el caso base, sólo la alternativa Caso 2 agrega valor, por un equivalente de 160 MUS$. El Caso 1 en tanto, no genera valor y su evaluación resulta en un empate técnico con el escenario base. Se concluye en base a los resultados que el Caso 2, genera un aporte en VAN marginal si se toma en cuenta el VAN total del PMCHS. En consecuencia se recomienda considerarlo como un proyecto de recuperación marginal de reservas y no plantearlo como un nuevo escenario caso base. Finalmente se identifican en el costo de preparación y en una planificación punto a punto de corto plazo, posibles mejoras u optimizaciones al trabajo realizado.