Facultad de Ciencias e Ingeniería
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Ítem Texto completo enlazado Aplicación de simulación discreta en la estimación del número de camiones en una mina de cobre a tajo abierto(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023-03-09) Bujaico Morante, Gabriel Alejandro; Huayanca Escobar, Diego Fernando; Delgado Villanueva, Kiko AlexiEsta tesis busca proponer una metodología de simulación de eventos discretos para el cálculo de flota de camiones necesaria para el cumplimiento del plan de producción anual incorporando variables aleatorias presentes en el ciclo de transporte que reflejen las condiciones operativas reales de la mina. Para el presente documento se tomó como caso de estudio una operación minera que explota cobre a tajo abierto y busca expandir sus operaciones desde las 100,000 hasta las 140,000 toneladas por día. El plan anual desarrollado incluye incorporar más camiones a su flota existente de 29 camiones, para ello, en la unidad se emplea una metodología de estimación de flota determinística utilizando los valores medios de la capacidad de carguío y de tiempos fijos en el ciclo de transporte. Sin embargo, dado que la adición de cada camión significa una inversión considerable de dinero, es necesario evaluar los criterios considerados y afinar ciertas variables que, en definitiva, afectan el cálculo y permitan cumplir con los objetivos de producción establecidos por la compañía. En el presente documento se compara la aplicación de modelos estocásticos y determinísticos. En ambos casos se emplea el software Arena para modelar el proceso de carguío y acarreo. En primer lugar, se calibra el modelo estocástico con los parámetros recopilados de los procesos mencionados y, posterior a la verificación de los resultados producidos, se procede a replicar los doce meses del plan anual. Asimismo, se emplea el algoritmo de Dijkstra para estimar el tiempo promedio de los viajes de ida y regreso, y toda la información obtenida de las simulaciones es procesada con el lenguaje de programación Python en el IDE llamado Jupyter Notebook. Posterior al procesamiento de datos, se calculan diversos indicadores de interés tales como las horas trabajadas por la flota de camiones en el mes, la productividad de estos, el tiempo promedio del ciclo de acarreo, la distancia promedio recorrida. Todos los anteriores indicadores ayudan a explicar el número de camiones requeridos mes a mes.Ítem Texto completo enlazado Síntesis y caracterización de compuestos de coordinación de cobre con ligandos derivados del resveratrol de importancia en la detección temprana del mal de Alzheinmer(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-12-14) Gonzales Villacorta, Deborah; Salas Fernández, Paloma FrieddaEn la actualidad, los agentes empleados en el diagnóstico de la enfermedad de Alzheimer mediante imágenes moleculares por PET se basan en radioisótopos como el carbono-11 y el flúor-18. Debido a su corto tiempo de vida media su empleo está restringido a establecimientos de salud que cuenten con ciclotrones para preparar el radioisótopo deseado. El objetivo de este trabajo fue sintetizar y caracterizar compuestos que, de ser aplicados, puedan superar algunas de las limitaciones de los agentes de diagnóstico comerciales. Para ello, se propuso la síntesis de dos nuevos compuestos de coordinación de cobre (II) con ligandos orgánicos tetradentados derivados del resveratrol. Los ligandos fueron sintetizados para este propósito desde una modificación orgánica del resveratrol, molécula que contiene un grupo estilbeno, afín a las placas amiloides. Se prepararon estos dos compuestos en tres pasos sintéticos y se caracterizaron por técnicas espectroscópicas y analíticas como el FTIR, espectroscopía UV-VIS y espectrometría HR-MS; mientras que los ligandos orgánicos fueron caracterizados adicionalmente por espectroscopía 1H-NMR, 13C-NMR y RMN 2-D COSY y HSQC. Los resultados del proceso de caracterización confirmaron la identidad de los compuestos propuestos. El empleo del cobre-64 como emisor de positrones aumentaría considerablemente la durabilidad del fármaco debido al mayor tiempo de vida media que posee en comparación con los radioisótopos actuales de carbono- 11 y flúor-18, lo que permitiría su producción y distribución a más lugares. Además, al formar el complejo de coordinación, se puede prescindir de la modificación covalente que requieren los agentes actuales.Ítem Texto completo enlazado Estudio de la evolución del contenido en cobre de las monedas de 1 y 2 centavos de Sol que circularon entre 1863 y 1949 en el Perú(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-12-13) Álvarez Tejeda, Santiago Armando; Ortega San Martín, LuisEl dinero es la base de la economía moderna y ha sido parte importante de la misma a lo largo de la historia. Una de las formas de dinero más común es la moneda metálica, la cual puede cambiar de composición química debido a diversos factores tanto económicos como políticos. Muchos de estos cambios han sido analizados mediante estudios de análisis químicos de monedas, antiguas o modernas. Las monedas peruanas de 1 y 2 centavos se empezaron a acuñar en 1863 y mantuvieron una composición similar hasta 1949. Este periodo de tiempo se caracterizó por eventos históricos de gran relevancia tanto a nivel local como mundial tales como la guerra del Pacífico (1879-1883), la fiebre del caucho (1879-1912), la primera guerra mundial (1914-1918), la gran depresión en EE.UU (iniciada con el crack de 1929) y la segunda guerra mundial (1939-1945) todas con incidencia directa en la economía peruana. El objetivo principal de este trabajo fue determinar el contenido de cobre de las monedas de 1 y 2 centavos de sol acuñadas entre 1863 y 1949 utilizando, principalmente, la fluorescencia de rayos X, y establecer si existe alguna correlación entre dicho contenido de cobre y los sucesos históricos más relevantes de la época en estudio. Las monedas fueron analizadas por fluorescencia de rayos X luego de optimizar las condiciones de análisis. Este proceso se realizó antes y después de un proceso de limpieza. Se identificaron seis elementos en todas las monedas: cobre, zinc, estaño, plomo, hierro y níquel. Para determinar el contenido de cobre en las monedas se escogió un pequeño grupo de estas, las cuales fueron disueltas y depositadas en un portamuestras especial para el análisis de soluciones por fluorescencia de rayos X. Utilizando el contenido de cobre de las monedas disueltas, tres estándares adicionales y sus respectivas mediciones por fluorescencia de rayos X se realizó una regresión linear multivariable, la cual mostró un coeficiente de regresión bastante elevado (R2=0.998). Con esta regresión lineal multivariable se construyó una curva de calibración que fue validada por un cuarto estándar y una moneda disuelta guardada para este propósito. Una vez validada la curva se determinó el contenido de cobre en todas las monedas estudiadas. Se determino que este contenido se encuentra por encima del contenido teórico en la mayor parte del periodo de estudio, a excepción del periodo entre 1941-1949 en el que se observó que el contenido de cobre cae por debajo del valor teórico. Esta gran caída coincide con el aumento del precio del cobre, así como una disminución en el volumen de las exportaciones peruanas producto del recrudecimiento de la segunda guerra mundial. Los cuales podrían explicar la caída en contenido de cobre mencionada líneas arriba.Ítem Texto completo enlazado Contribución a la caracterización petromineragráfica-textural-geoquímica de las unidades litológicas mineralizadas del pórfido de cobre cuajone (sur del Perú) y su posible influencia en el Work Índex y la recuperación metalúrgica(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-06-01) Salcedo Núñez, Carlos Alonso; Vallance, Jean François VictorThe Cuajone porphyry copper-molybdenum deposit is located in the South-West of Peru, in the province of Moquegua (Torata district). It is operated by the company Southern Peru Copper Corporation and began its operations in 1976. The deposit belongs to the Metallogenetic Belt number XIII of Peru (Acosta et al., 2011). The mine has reserves of 1,883,081 Mt @ 0.503% Cu and 0.018% Mo (Cuajone Mine Geology, 2018). The operation has a plant capacity of approximately 100 kt/day of mineralized rock. The average metallurgical recovery of copper varies by lithological unit from 81.59% in the IA FIL PTK (IA porphyry with potassic-phyllic alteration) to 85.7% in the LP QS (LP porphyry with phyllic-argillic alteration). The recovery parameter is very important economically because if it was greater in 1% just in the BA PTK unit with a tonnage of 40 kt processed per day in the plant (usual for this subunit), at a copper price of 5,904.00 USD / t (average price for the last 5 years), 4.28 million dollars (USD) of extra profit will be obtained per year (calculations in section 9.1 of Annexes). This thesis aims to evaluate if the texture and mineralogy of gangue and chalcopyrite are affecting the metallurgical recovery and the Work index. The thesis makes a bibliographic review not only of the regional and local geological framework but also of the mining and metallurgy divisions. The methodology consists of: sampling; optical microscopy; X-Ray Diffraction - SWIR (Terraspec) and geochemistry (XRF, ICP-AES-MS). The discussion section deals with the following topics: Total Petromineragraphic Characterization and correlation of macroscopic-microscopic characteristics; mineralogy of fine-grained clays and phyllosilicates; maximum and average chalcopyrite grain sizes; types of chalcopyrite-opaque mineral and chalcopyrite-gangue mineral intergrowth textures; Rock Texture-Work index relationship; and latter a geometallurgical approach analysis. Finally, the present work generates a conclusion regarding the petrological classification based on geochemistry; a hypothesis of 3 factors that control the difference in recovery between the lithological units; and a recommendation is given on how to optimize these 3 factors to improve recovery and therefore economical revenue.Ítem Texto completo enlazado Evaluación de índice de trabajo, (work index); en un yacimiento tipo pórfido de cobre y su implicancia geometalúrgica(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2018-12-03) Rojas Lava, Jorge Daniel; Alfaro Delgado, Edmundo AbdulEn términos de CAPEX y OPEX los costos para la conminución mineral son los más significativos en un proceso minero, por ello es importante estudiar las carectirísticas geológicas que influyen en el proceso de la conminución. En el presente trabajo se propone una interpretación geometalúrgica basada en resultados de pruebas de Work Index y su relación con minerales presentes en un yacimiento tipo Pórfido de Cobre. Los valores de Work Index están expresados en kilowatt-hora por tonelada corta y fueron obtenidos de pruebas de laboratorio. Dichos valores fueron relacionados con el contenido porcentual de un grupo de silicatos específicos que son competentes en términos de dureza. El estudio tomó en consideración las zonas de alteración características en este tipo de yacimientos. Se concluyó que la mineralogía del yacimiento no influye en el Work Index y que se sugiere analizar el factor textural para la obtención de posibles correlaciones.Ítem Texto completo enlazado Evaluación económica conceptual de la explotación a tajo abierto de un yacimiento de pórfido de cobre(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2017-07-05) Castillo Santillán, José Serguei del; Vilela Acosta, Edgard AndreEl presente estudio evalúa la viabilidad económica de la explotación a tajo abierto de un yacimiento de pórfido de cobre ubicado en la provincia Antabamba de Ayacucho. El estudio minero presenta la optimización del tajo, diseños de tajo final y fases, secuencia de minado, estimación de costos de capital y operativo, desarrollo de flujo de caja y análisis de sensibilidad del proyecto. El modelo de bloque se creó utilizando la información proveniente de sondajes de la zona del proyecto. El tamaño de los bloques es de 10 m x 10m x 10 m. La altura del bloque es igual a la altura de banco de minado para la operación efectiva de los equipos seleccionados en el proyecto. La optimización del tajo se realizó utilizando el programa Whittle. Los parámetros de optimización utilizados fueron conseguidos de operaciones similares. El costo de minado fue estimado considerando estudios previos del proyecto. Los minerales secundarios, transicional, óxidos y mixtos son procesados generando beneficio por electro obtención de cátodos de cobre. El precio de metal se consideró 2.33 US$/ lb Cu y un ritmo de producción de 60,000 toneladas por día. La optimización resulta en un nido de conos óptimos donde cada cono resultante proviene de un precio de cobre mayor al anterior. La selección de los conos óptimos se basa en el mayor Valor Presente Neto (VPN) del proyecto a una tasa de descuento determinada. El programa genera dos escenarios, mejor y peor caso. Se genera un caso específico eligiendo los conos que presentan mayor aumento de mineral entre conos como fases de expansión de la mina. Se elige el cono óptimo final considerando el VPN del escenario específico, vida de mina, tonelaje de materiales y costos. Se elige cuatro fases de explotación. Las dos primeras fases son conos independientes que luego se unen al expandirse en la fase 3. La última fase se expande hacia el tajo final del proyecto. Los parámetros de diseño consideran las especificaciones del DS 055-2010-EM y parámetros geomecánicos establecidos. Las reservas del proyecto son los recursos medidos e indicados dentro del diseño del tajo final del proyecto: 352.53M TM de mineral con 0.612 % de Cu y 209.87M TM de desmonte. La secuencia de minado se optimizó considerando el mayor VPN del proyecto, las fases de expansión del proyecto, y la relación del desmonte y mineral. El ritmo de producción es de 60,000 TM de mineral por día resultando en 17 años de vida de mina en cuatro fases. La primera fase se realiza en los dos primeros años de la mina donde se busca alimentar la chancadora con mineral de alta ley proveniente del tajo este. La fase 2 desarrolla el tajo oeste hasta el año 5. La siguiente fase une los dos tajos independientes al expandirse en uno solo hasta el año 12 donde inicia la última fase de expansión al tajo final. Se realizó la selección de equipos óptimos para satisfacer el nivel de producción de la mina. Se eligió palas eléctricas por su alto rendimiento en elevadas altitudes y bajo costo de operaciones y mantenimiento. Se seleccionaron camiones de 240 TM para la operación con palas de 32 m3. La perforadora seleccionada permite la perforación de los 10 m. de banco en una sola pasada. Se considera que los equipos serán adquiridos y operados por la mina. Por otro lado, la voladura será realizada por una empresa especializada para reducir costos operativos, el alto riesgo de la labor y trámites administrativos (SUCAMEC). El costo de operativo de minado en a nivel rampa principal es de 1.51 US$/TM. El costo de capital de los equipos seleccionados se estimó considerando su uso durante la vida de mina. El costo capital de mina se estima en 186.50M US$. Se estimó el costo capital de procesos en 510.98M US$ aplicando economía de escala y el costo de operaciones en 5.00 US$/TM de operaciones similares. Se desarrolla un flujo de caja para evaluación económica del proyecto resultando en un VPN positivo de 478.80M US$ después de impuestos con una tasa interna de retorno (TIR) de 19.70% y recuperación de inversión de 5 años. Se analiza la sensibilidad del proyecto ante variaciones del costo capital, costo operativo, precio de Cu y tasa de descuento en los resultados económicos del proyecto. El proyecto es más sensible a la variación del precio de cobre siendo este parámetro responsable del éxito del proyecto en el largo plazo. El proyecto es menos sensible al costo operativo y capital del proyecto. Los resultados de flujo de caja y sensibilidad del proyecto afirman la viabilidad del proyecto de explotación del yacimiento de pórfido y la continuación de estudios para su futuro desarrollo.Ítem Texto completo enlazado Estudio de la evolución del contenido en cobre de las monedas de "Sol de oro" acuñadas entre 1950 y 1965 en el Perú: redescubriendo crisis económicas(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2017-04-10) Sarango Ramírez, Marvin Kevin; Ortega San Martín, LuisLas monedas son una parte fundamental de la vida económica de todo país; tienen, generalmente, forma de disco y son fabricadas en aleaciones metálicas. Existen numerosos estudios sobre cambios composicionales de las monedas en periodos de crisis en muchos lugares del mundo, sobre todo en la antigüedad, pero se tiene escasa información en el caso de las monedas peruanas, a pesar de las constantes crisis económicas por las que el Perú ha pasado desde su fundación. El periodo comprendido entre los años 1950 y 1965 se caracterizó por el empleo de diferentes aleaciones de cobre en la acuñación de las monedas en circulación. En el plano económico, se caracterizó por dos crisis que influyeron en el precio del cobre. El objetivo principal de este trabajo fue la identificación y cuantificación (principalmente por medio de técnicas no destructivas) de los elementos que conforman las aleaciones empleadas en diversas monedas de “Sol de oro” acuñadas entre los años 1950 y 1965 y el seguimiento de su evolución temporal durante el periodo indicado para conocer si los eventos económicos del periodo quedaron reflejados en la composición de las mismas. En el presente trabajo, las monedas se lavaron con agua des-ionizada y jabón neutro en un baño de ultrasonidos y después fueron enjuagadas con etanol. Se optimizaron las condiciones de análisis por fluorescencia de rayos X (XRF) y las monedas se midieron usando una corriente de 1,3 µA, un voltaje de 40 kV y un tiempo de medida de 60s. El número de medidas por cada lado dependió del tipo de aleación. Se identificaron solo dos elementos en los espectros XRF en todas las monedas: cobre y cinc. De las áreas de las señales correspondientes a estos elementos se calculó la relación Cu/Zn para cada moneda. La relación Cu/Zn hallada muestra una tendencia a la reducción del contenido en cobre en las monedas de 1 y 2 centavos, con mínimos en 1954 y 1959. El resto de denominaciones no muestran una tendencia clara en la evolución de la relación Cu/Zn. La cuantificación se realizó por medio de espectroscopia de absorción atómica (AAS) de un número limitado de monedas. La concentración de cobre en peso determinada por AAS para las monedas de 1 y 2 centavos (fabricadas principalmente en cinc) mostró una buena correlación con la tendencia observada en las medidas de XRF. Sin embargo, los estudios de AAS en piezas de latón no se correlacionan con sus relaciones Cu/Zn de XRF. Se obtuvo una mejor correlación después de lijado de un conjunto de piezas de diferente denominación, pero no satisfactorio, por lo que no se calculó la concentración de estos metales en estas monedas. La correlación AAS/XRF observada en las monedas de 1 y 2 centavos ha permitido conocer que la concentración promedio de cobre anual en esas monedas se encuentra por debajo de lo estipulado por ley (5% ± 2) en casi todos los casos, con excepción de 1950, 1951, 1952 y 1955. Asimismo, los mínimos de concentración coinciden, temporalmente, con los dos periodos de crisis económica ocurridos en el Perú durante ese tiempo.Ítem Texto completo enlazado Estudio de la soldabilidad de la unión disimilar de un cobre con 5 % de Zn con acero estructural ASTM A36(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2014-05-16) Ramos Llerena, Ricardo André; Lean Sifuentes, Paul PedroDebido a la poca práctica en el soldeo y obtención de uniones disimilares (materiales de diferente composición química y propiedades mecánicas), los conocimientos sobre estos tipos de uniones son muy reducidos en comparación con las uniones similares. El problema principal de este tipo de uniones es que las características de cada unión son muy particulares según los metales bases que se quieran unir y el material de aporte que se use. En el presente trabajo se estudió la soldabilidad de una unión disimilar formada por una aleación de Cu-5Zn y acero estructural ASTM A36, ambos de 3,0 mm de espesor. El proceso de soldeo empleado fue SMAW. Luego de ensayos previos, se obtuvieron uniones soldadas con propiedades mecánicas satisfactorias empleando como aportes (electrodos) ECuSn-A (Cu-6Sn) y ECuSn-C (Cu-9Sn-3Ni). Las uniones soldadas obtenidas con ambos aportes, fueron ensayadas a tracción, rompiendo en el metal Cu-5Zn. Estas uniones presentan una resistencia máxima a tracción promedio que varía entre el 80% y 84% de la resistencia del metal base Cu-5Zn. Las uniones obtenidas con el aporte ECuSn-C alcanzan una resistencia a la tracción de 243 MPa; mientras que, las uniones obtenidas con el aporte ECuSn-A logran alcanzar 234 MPa. Los valores de elongación (ductilidad) obtenidos a través del ensayo de tracción muestran que con ambos aportes se alcanzan valores muy similares (22 %). De los ensayos de microdureza Vickers realizados, se aprecia que no existe mayor diferencia en los valores de dureza encontrados en ambas ZACs y metales de aporte. De acuerdo a los resultados encontrados en la presente tesis, se recomienda el empleo del aporte ECuSn-C (Cu-9Sn-3Ni) para las uniones soldadas mediante el proceso SMAW entre el acero estructural ASTM A36 y la aleación Cu-5Zn, ambos de 3,0 mm de espesor. Este aporte presenta un costo que es un 8% menor que el aporte ECuSn-A (Cu-5Sn); además, que las uniones presentan un mejor acabado superficial.