No autorizado por el autor para ser publicada a texto completo / El objetivo del presente trabajo de título es estudiar la aplicabilidad de una metodología reconocida en el mundo para la elección de tuneladoras en Chile. Esto con el propósito de resolver el problema de la elección de la máquina tuneladora para cualquier proyecto de túnel en roca que se desarrolle en el futuro próximo en nuestro país. Con una mayor facilidad en la selección de las tuneladoras, se busca promover su uso en Chile. De hecho, la ingeniería chilena ha observado durante los últimos 30 años como se han realizado innumerables proyectos de túneles con tuneladoras en el mundo, sin embargo, actualmente en nuestro país no son más de dos los proyectos que están trabajando con esta tecnología. En este trabajo se ha efectuado una recopilación bibliográfica de diversos temas relacionados con la construcción de túneles con tuneladoras. Lo primero que hubo que estudiar fueron los parámetros que definen la factibilidad de ocupar una tuneladora. Luego, se estudiaron los parámetros que inciden en el rendimiento de una tuneladora. Al estudiar estos parámetros, se logró determinar todos los ensayos de laboratorio que se deben hacer para realizar un proyecto con máquinas tuneladoras. A continuación se estudiaron todos los tipos de tuneladoras aplicables para excavar en roca y sus características. Posteriormente se definió la metodología para realizar la elección de la tuneladora. Luego, se estudiaron los parámetros que se deben ingresar en la metodología y los respectivos criterios de elección de tuneladoras que ésta posee. Finalmente se aplicó esta metodología para seleccionar una tuneladora para un caso ficticio. El resultado final fue una guía donde se indica el procedimiento a seguir para una selección adecuada de una tuneladora en roca.

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Ingeniero Civil de Minas / Magíster en Minería / En una serie de problemas de diseño relacionados con la mecánica de rocas tales como: la estabilidad de caserones y pilares, galerías, dilución de vetas, entre otros, se asume que el esfuerzo principal intermedio (σ2) no tiene impacto alguno en el diseño. En la literatura se ha comprobado que σ2 tiene varias implicancias en el comportamiento de la roca intacta y por ende podría influenciar en las decisiones del diseño minero En base a lo descrito anteriormente, el objetivo de esta tesis es desarrollar, calibrar, verificar y establecer los alcances de un modelo de elementos discretos basado en la mecánica de partículas que permita simular el comportamiento triaxial verdadero de la roca intacta. Para esto se utiliza el modelo Enhaced Bonded Particle Model disponible en el software Particle Flow Code 3D (PFC3D). En primera instancia se calibra y verificar el desempeño del modelo con respecto a datos disponibles en la literatura de ensayos triaxiales convencionales (σ2 =σ3) para la roca Westerly Granite. Una vez calibrado el modelo se procede a simular ensayos triaxiales verdaderos (σ2≠ σ3) de manera de evaluar el desempeño cualitativo y cuantitativo ante este tipo de solicitaciones. Los resultados de esta tesis indican que el modelo creado en PFC3D se ajusta de buena manera a los resultados experimentales tanto para el caso convencional como los verdaderos. En el primer caso los errores porcentuales entre los datos simulados y los de laboratorio son en promedio menores al 10%, obteniendo para el caso del módulo de Young una diferencia de un 1% y para los umbrales de daño un 10%. Para el caso de los ensayos triaxiales verdaderos se tiene que la diferencia entre el esfuerzo peak de los ensayos de laboratorio y los simulados son en promedio 14%, un 3% para el caso del Módulo de Young, un 8% para los valores del inicio de la dilatancia (σcd). Si bien los datos disponibles en materia de ensayos triaxiales verdaderos son escasos, se tiene que los resultados de PFC3D siguen las tendencias esperadas. También se tiene que PFC3D se adapta de buena forma a los criterios de falla no convencionales, especialmente al criterio modificado de Lade, en donde las diferencias en los valores de la envolvente de falla son menores al 10%. Además, se ratifica que el esfuerzo principal intermedio tiene implicancias en el comportamiento de la roca, tales como la resistencia peak y los umbrales de daño, y por lo tanto en una serie de problemas del diseño minero. Sin embargo, el modelo presenta limitaciones representando el comportamiento post-peak y la razón de Poisson, las cuales no pueden ser ajustadas debido a que no se puede obtener al mismo tiempo valores razonables de estos y un comportamiento frágil. Por lo tanto es necesario comprobar el modelo con versiones futuras de PFC3D que permitan solucionar estos problemas o simplemente, utilizar otros modelos. Este estudio abre el paso al análisis de problemas en minería los cuales hasta el momento no eran abordados, ya que de poder simular el comportamiento de la roca intacta y posteriormente incluir las discontinuidades al modelo, se podrían simular problemas a escala de macizo rocoso de una forma más real.

Magíster en Minería / Ingeniero Civil de Minas / En la actualidad, las herramientas utilizadas para el diseño de caserones en minería subterránea por Sublevel Stoping (SLS) que han ganado mayor aceptación son las de carácter empírico. Estas herramientas permiten incorporar implícitamente las condiciones de sitio, pero a su vez su uso está restringido por la extensión de la base de datos utilizada para su construcción. El objetivo de esta tesis es calibrar y verificar un criterio capaz de representar la cantidad de sobre excavación de paredes en el modelamiento numérico de caserones abiertos. Este trabajo se encuentra dentro del proyecto INNOVA CHILE-CORFO 11DL2-10630 cuyo objetivo es desarrollar herramientas de diseño para minería subterránea selectiva en Chile. La metodología se dividió en dos etapas: procesamiento de casos históricos y modelamiento numérico en FLAC3D. En la primera etapa, se recolecta y unifica una base de datos con 582 casos históricos de SLS procedentes de Canadá y Australia. Esto permitió desarrollar un modelo empírico actualizado para la estimación de sobre excavación de paredes. El nuevo modelo presenta una mejor correlación estadística y un mejor desempeño en la clasificación de los casos históricos que los modelos disponibles actualmente en la literatura. En la segunda etapa se realiza modelamiento numérico de la información determinada de la base de datos. Se concluye que los criterios tradicionalmente utilizados en la literatura para estimar sobre excavación en el modelamiento numérico presentan un mal desempeño. Ningún criterio logra representar la sobre excavación hallada con el modelo empírico actualizado. El bajo desempeño se explica dado que los criterios que incorporan la calidad de macizo rocoso, lo hacen a través de la resistencia a la tracción que subestima la sobre excavación percibida. La discretización del nuevo modelo permitió modelar 408 casos cuya información determinó un nuevo criterio. Basado en la magnitud del esfuerzo principal menor (σ3 [MPa]), se define como combinación lineal en base logarítmica del radio hidráulico de la pared (HR [m]) y de la calidad de macizo rocoso de Barton (Q ). El criterio prueba tener buena correlación con los datos empíricos, sin embargo subestima la sobre excavación según la validación. Tanto el modelo empírico como el criterio para el modelamiento numérico pueden ser utilizados como herramientas de apoyo al diseño conceptual de caserones abiertos sin ingreso de personal. Dado que ambos fueron calibrados con información de Canadá y Australia, exhiben propensión hacia sus propias condiciones de sitio que difieren de las Chilenas. Lo anterior abre la posibilidad a replicar la metodología presentada, y recalibrar los modelos en la medida que se disponga de una base de datos nacional.

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / Realiza una prospección en Cerro Antival para identificar pegmatitas con mineralización de tierras raras y conceptualizar geológicamente estas ocurrencias para proponer criterios de prospección en otros terrenos de geología similar. Describe la mineralogía de las pegmatitas de Cerro Antival. Define la clasificación de las pegmatitas según los criterios actuales. Estima macroscópicamente el potencial de Tierras Raras en Cerro Antival. Reconoce el control geológico de las pegmatitas en Cerro Antival. Define criterios de prospección de pegmatitas en Cerro Antival. Plantea como hipótesis que las pegmatitas que ocurren en Cerro Antival tienen un porcentaje de alanita que lo convierten en un depósito de tierras raras con potencial para ser considerado un prospecto minero, además estas ocurrencias son una evidencia ejemplar de la cual se extraerán principios aplicables para su prospección en otros terrenos de geología similar. / Tesis

El proyecto trata acerca de la solución de un problema suscitado en Minera Yanacocha (primeros meses del año 2011), específicamente en el throghput de la Chancadora Primaria de la Planta Gold Mill (reducción de 800 a 720 tph). Para llegar a la solución del problema se analizaron todos los procesos operativos de la mina que intervienen en la obtención del material fragmentado a la Chancadora Primaria de la Planta Gold Mill, a fin de determinar las posibles causas básicas del problema. Revisando bibliografía existente, acerca de problemas similares en otras mineras, se pudo observar que una de las causas recurrentes es la fragmentación del material volado (específicamente por temas de perforación y voladura), así que se tuvo un especial cuidado en el análisis de este proceso. En el análisis del proceso operativo se pudo determinar que la roca existe en el Tajo El Tapado (donde provenía el 80% de material para Gold Mill) era de una roca tipo sílice masiva de alta dureza (UCS mayor a 150 Mpa) y que el P80 obtenido era de 14.6 cm. (lo cual para un proceso de lixiviación no representa mayor problema, sin embargo si afecta el throughput de la Chancadora Primaria). Se trabajó en la mejora de la fragmentación del material volado aplicando teorías de voladura en incremento del Powder Factor, Selección de tiempos de detonación y Relación de Impedancia (Roca vs Explosivo). La aplicación de estas teorías permitió la mejora del P80 a 6.5 cm., con lo cual el throughput tuvo una mejora a 841 tph (sostenible), lográndose las mejoras en la Chancadora Primaria de la Planta Gold Mill. / Tesis

La presente tesis propone una metodología de trabajo para la estimación de peligros por flujos de escombros, cuyo desencadenamiento se produce debido a fuertes precipitaciones en las regiones con clima tropical típicas de la selva alta del Perú, y cuya componente principal en su matriz sea material granular. La finalidad del presente trabajo es proponer una alternativa para la mejora de la gestión de riesgos por flujos de escombros, de tal forma que información base necesaria se pueda simplificar en tres rubros claves: [1] topografía, [2] pluviometría y [3] características geotécnicas. Para ello, se emplearon dos modelos numéricos de base reológica diferente, como son el Kanako 2D y el Titán 2D, evaluando la precisión y predictibilidad de cada uno de ellos, además de evaluar la dificultad de su empleo en un contexto donde no existen registros históricos que detallen las características de los flujos de escombros típicos. Ello se realizó utilizando como estudio de caso las quebradas anexas al distrito de Maranura, situado en la provincia de La Convención, Cusco, Perú. / Tesis

Geólogo / Ante la tarea de proponer nuevas metodologías para la caracterización y modelación de reservorios fracturados se propone la implementación en el software FEFLOW 7.1 de un modelo de fractura simple que represente la inyección de soluto implementada en el sitio de experimentación de rocas fracturadas de Ploemeur, Francia y considerando un escenario de inyección de un pulso de calor para observar la respuesta del modelo en función de unas consideraciones experimentales propuestas para el sitio. La calibración del modelo se realizó ajustando las curvas numéricas entregadas por el software a la respuesta másica experimental en conjunto con una curva calórica propuesta (y posible de encontrar en la zona), por medio de iteraciones desde un resultado inicial, obtenido desde los parámetros default del software y de acuerdo con la ley cúbica. El modelo conceptual por representar corresponde a una discontinuidad horizontal que separa 2 grupos de capas (layers) sobre el cual se simularon dos pozos (inyección y recuperación) separados horizontalmente por 10.8m. Los tiempos de llegada de trazador bordean los 30 minutos mientras que la respuesta calórica propuesta ronda las 50 horas. Dentro de los grandes controladores de la llegada de masa y calor al pozo de recuperación se encontraron la conductividad hidráulica y no así el espesor de fractura, además de tener efectos más intensos en el transporte calórico que en el másico. Factores como reacciones de sorción o efectos difusivos a esta escala local no tienen efectos notorios, sin embargo, a la hora de estudiar circulación a escala regional deben ser cuantificados y revisitados. El ajuste propuesto es bueno, tanto estadística como visualmente. Los análisis de sensibilidad efectuados sobre el ajuste muestran la existencia de propiedades críticas como la porosidad de los elementos circundantes y la dirección de gradiente hidráulico utilizado. La determinación en terreno de este parámetro resulta fundamental para obtener una primera aproximación fidedigna de los parámetros del acuífero y su determinación no debiera revestir mayor dificultad, ya que puede aprovecharse la implementación de los pozos para obtener dichos valores. Como suele suceder en toda simulación, resulta de primera necesidad la corroboración de los datos experimentales en terreno. En caso de que la configuración experimental no entregue los resultados propuestos para la calibración del transporte de calor, deben revisitarse los supuestos del modelo y acotar mejor el problema, ya que se estaría llegando a configuraciones hidrogeológicas que no representen de la mejor forma la situación real del acuífero. Finalmente, al considerar la extrapolación de los resultados a zonas de interés tanto chilenas como extranjeras debe tenerse en consideración el cambio de escalas y lo que esto conlleva: distintos tamaños de bloque y mayores tiempos de cómputo con requerimientos computacionales superiores. Así, implementar esta metodología es una buena primera aproximación al desafío del flujo y transporte en rocas fracturadas. Dentro de sus ventajas está la de necesitar pocos parámetros de entrada y pruebas de campo, por lo que puede considerarse como una opción viable antes de realizar modelos más complejos y robustos pero que requieren de mayor cantidad de información base. / Este trabajo ha sido financiado por el Proyecto FONDECYT 1170569 y el Proyecto UNESCO IGCP636

Contemplar y admirar detenidamente el paisaje que nos rodea, cerros y montañas hechos esculturas por el tiempo, nos da una visión de nuestro entorno, viendo como ejemplo que la topografía de las inmediaciones de la ciudad de La Paz se caracterizan por tres rasgos fisiográficos bien definidos: el Altiplano, la Cordillera Real y los profundos Valles Intermedios, que son una muestra de nuestra riqueza natural. Las características fisiográficas del Dpto. de La Paz, están determinados por la geología (principalmente la litología) y el clima (en particular las precipitaciones pluviales) que determinan el escurrimiento superficial y la formación de los ríos principales. El trabajo de investigación propuesto sobre el estudio de las rocas y su aplicación en la escultura tiene como ámbito este entorno paisajístico y fisiográfico de La Paz, el mismo, que está basado en el método descriptivo y está regido por el interés particular de conocer los tipos de rocas y su procedencia, aprovechando los recursos naturales

Ingeniero Civil Eléctrico / El bombeo de barro corresponde a un ingreso repentino de mineral saturado a labores subterráneas. Este puede causar diversos daños y retrasos en la producción. Según estudios anteriores, una de las principales variables que determina el estado crítico es la cantidad de agua presente en el material fragmentado, y hoy en día todos los análisis de la cantidad de agua presente en el mineral fragmentado son realizados a través de un experto, el cual entrega una observación cualitativa del material. El presente trabajo tiene por objetivo seleccionar y diseñar un sensor capaz de medir el contenido volumétrico de agua presente en el mineral fragmentado en los puntos de extracción para block caving, con el fin de obtener mediciones cuantitativas y caracterizar el material. De la revisión bibliográfica se encuentran cuatro tecnologías candidatas, estas son infrarrojas de espectro cercano, reflectometria de microondas en el dominio de la frecuencia, reflectometria de microondas en el domino del tiempo y radar de penetración terrestre. Se realiza un proceso analítico jerárquico para determinar la tecnología más adecuada. Gracias al gran área que cubre el radar de penetración terrestre, fue escogida dicha tecnología. Para su utilización se desarrolla un método de inversión basado en la impedancia eléctrica del suelo, el cual estima la permitividad eléctrica de este. Los dos pasos más importantes de la inversión se basan en deconvoluciones para obtener las señales de interés. Además se utiliza una aproximación polinómica de tercer grado para estimar el contenido de agua tras obtener la permitividad eléctrica. También se identifican los problemas y se muestra como debe ser empleado el sensor en un entorno minero, entregando las especificaciones de la capacidad de medición para distintos tamaños de este. Para verificar la validez del esquema de inversión se desarrollan dos simulaciones con escenarios distintos. Luego se verifica si tras el esquema de inversión se logra llegar a los parámetros de entrada de la simulación. Los resultados arrojan que el método es capaz de recuperar dentro de un plano el contenido volumétrico de agua con una incertidumbre de 1%. Se concluye que el método es adecuado teóricamente para detectar la humedad en el punto de extracción. Se recomienda continuar el estudio con mediciones en terreno y mejoras en la reducción de ruido