Tesis y Trabajos de Investigación PUCP

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    Uso de la simulación numérica como alternativa a los ensayos destructivos contemplados en las Normas ISO 3449 y 3471. Caso de estudio cargador frontal modelo HS10E
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-10-07) Rojas Asto, Pavel; Alencastre Miranda, Jorge Hernán
    El presente trabajo desarrolla un procedimiento general para la simulación por elementos finitos de dos ensayos destructivos contemplados en las normas ISO 3449, para el impacto de objetos en caída libre, y la ISO 3471, para volcadura de equipos móviles. El procedimiento propuesto abarca la compresión de la solicitud del diseño a evaluar (donde se realiza una lista de exigencias para tener claros los puntos de mejora y las restricciones del estudio), las evaluaciones preliminares (que permiten identificar las necesidades para la simulación), el tipo de simulación a realizar, la selección del programa computacional , la geometría de la estructura que se requiere analizar, la definición de las cargas, los apoyos y los materiales involucrados en el análisis, el preprocesamiento (donde se realiza la generación de la maqueta virtual, en la cual se asignan las propiedades del material, las generaciones de la malla en la estructura, los apoyos y cargas, estas últimas definidas en las evaluaciones preliminares), el post procesamiento (en donde se determina los resultados y graficas que se solicitará al programa) y la interpretación de los resultados. Para determinar la eficacia de este procedimiento se realizó el análisis de la estructura de un equipo móvil, el cual fue sometido a este procedimiento, determinándose que para el caso de la simulación para la norma ISO 3449 se requiere una simulación del tipo explicita por estar relacionado con el análisis de impacto y para el caso de la simulación de la norma ISO 3471 se requiere una simulación del tipo no lineal, tanto por superar los límites de fluencia del material como por tener grandes deformaciones plásticas. Los resultados obtenidos son coherentes con el resultado analístico y como el comportamiento esperado de la estructura, el cual se demuestra que el procedimiento propuesto cumple con el objetivo y permite hacer repetitivo el análisis hasta obtener resultados satisfactorios para el diseñador antes de someter la estructura al ensayo destructivo, reduciendo los costos y tiempo de mejora en las estructuras que requiere de dichos ensayos.
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    Elaboración, ejecución y seguimiento de un plan de minado de una flota de volquetes en la extracción de óxido de alta ley en la mina superficial a en Marcona - Ica - Perú
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-02-05) Barrios Pinto, Edwin Piero; Ortega Salas, Carlos Andrés
    Esta tesis se centra en la planificación, implementación y monitoreo de un plan de minado específicamente diseñado para la extracción de óxido de alta ley en la mina superficial A ubicada en Marcona, Ica, Perú. El objetivo principal de este trabajo es optimizar el proceso de extracción de óxido de alta ley mediante el uso eficiente de una flota de volquetes, mejorando así la productividad y la rentabilidad de la operación minera. En ese sentido, el análisis comienza con una revisión exhaustiva de la literatura relacionada con la planificación minera y la extracción de óxido de alta ley, proporcionando una base sólida para el desarrollo del plan. A continuación, se aborda la elaboración del plan de minado, que incluye la selección de equipos, la definición de métodos de extracción, la estimación de costos y la programación de actividades. Seguidamente, la ejecución del plan implica la implementación de las estrategias y procedimientos definidos previamente. Se presta especial atención a la coordinación de la flota de volquetes, la seguridad en el sitio de trabajo y la gestión ambiental, con el objetivo de garantizar una operación minera eficiente y sostenible. Finalmente, el seguimiento del plan es una parte esencial de este estudio. Se desarrollan indicadores clave de rendimiento (KPIs) para evaluar el desempeño de la operación minera en tiempo real. Estos KPIs se utilizan para identificar posibles desviaciones y tomar medidas correctivas de manera oportuna, lo que contribuye a la mejora continua de la operación. En resumen, esta tesis se enfoca en la planificación, ejecución y seguimiento de un plan de minado para la extracción de óxido de alta ley en la mina superficial A en Marcona, Ica, Perú. El trabajo tiene como objetivo principal mejorar la eficiencia y la rentabilidad de la operación minera mediante la optimización de la flota de volquetes y la implementación de prácticas sostenibles. Los resultados obtenidos en este estudio pueden proporcionar valiosas lecciones y recomendaciones para la industria minera en situaciones similares.
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    Modelo prolab: Yachay Wasi, centro de capacitación en manejo de maquinarias especializadas en minas subterráneas
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023-12-01) Ames Cántaro, David; Dioses Guzmán, Olinda del Pilar; Moreno Rojas, Lenin Javier; Suarez Urbina, Gabriela Elizabeth; Arana Barbier, Pablo José
    El presente trabajo se desarrolló ante la problemática que tienen los trabajadores de minería subterránea que desean capacitarse sobre el manejo de maquinarias especializadas en su labor las cuales en nuestro país y en otras partes del mundo existen pero que no cuentan con un centro especializado donde puedan adquirir conocimiento profesional de manejo de dichas maquinarias; donde existe una demanda para este tipo de profesionales especializados ya que la maquinaria es de última tecnología, existe también una limitada experiencia que tienen las personas que actualmente se desempeñan como operadores de este tipo de maquinarias. Estos problemas afectan en el logro de los objetivos organizacionales y limitan alcanzar el 100% de producción anual y, por ende, en la eficiencia de las actividades en el desarrollo del trabajo diario. En la siguiente propuesta se introduce un prototipo del centro de capacitación con tecnología de última tecnología a través de simuladores para la formación de operadores de equipos para la tecnología que actualmente utiliza el sector de la minería de metálica subterránea, en el Perú. El modelo de negocio fue estructurado, basándose en que los accionistas deberán contar con una inversión de S/700,000 para el inicio de operaciones y a la vez se obtendrá un financiamiento a comienzos del primer año de operación por S/900,000. Se estima que, los aportes serán recuperados por los accionistas en un horizonte aproximado de tres (03) años. El VAN del modelo de negocio en su escenario base asciende a S/3,673,640 con una TIR de 72% y empleando una tasa de descuento de 12%.
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    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 Alexi
    Esta 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.
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    Implementación de la gestión de los equipos mineros en pequeña y mediana minería para la mejora de su productividad
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023-02-20) Suárez Yallico, Sebastian Alonso; Muñante Robles, Carlo André; Cedrón Lassus, Mario Fernando
    Se observó las múltiples acciones realizadas por los equipos mineros en sus labores diarias y la falta del registro diario de dichas acciones lo cual no permite el conocimiento del estado de rendimiento de los equipos. Siendo estas acciones labores productivas, detenciones por demoras o detenciones por mantenimiento. Pudiendo ser dichas detenciones programadas o no programadas. Así, se considera la implementación de un sistema de “Gestión de los Equipos Mineros en Búsqueda de la Reducción de las Demoras Operativas no Programadas”. Siendo este sistema realizado mediante registros diarios y de manera escrita para los principales equipos mineros relacionados directamente a la producción de mineral diario. La falta de un modelo cronológico de las actividades diarias de los equipos mineros impide el conocimiento de indicadores (KPIs) y rangos de productividad. La falta de dicha información dificulta establecer metas claras, concisas y fundamentadas en cálculos. Viendo lo anterior para dar dirección a metas y establecer un control se propone registrar la información diaria en bases de datos. Con lo cual poder realizar los cálculos de los indicadores (KPIs) y rangos de productividad que permitirán apuntar a trabajar con eficacia, eficiencia y efectividad. Al brindar abundante información de las operaciones mineras, el registro de la data en conjunto al cálculo de indicadores (KPIs) y rangos de productividad nos permitirá establecer planes de acción para realizar acciones proactivas que reduzcan los tiempos improductivos y llegar a tener budgets de dichos valores. Con metas coherentes y correctamente sustentadas se podrá establecer un plan de mejora continua que permitirá un crecimiento continuo a mediano y largo plazo.
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    Estudio de un acero fundido de alto carbono aleado con cromo para aplicaciones antidesgaste en minería
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-07-11) Figari Korrodi, Bruno Alejandro; Acosta Sullcahuaman, Julio Arnaldo
    En la última década, el desarrollo de la industria minera en el Perú ha presentado un crecimiento notable con un incremento de la inversión minera fluctuante, teniendo un pico en el año 2013, para luego caer debido a la crisis internacional y a la baja en los precios de los metales. En el año 2016 se da la reactivación de proyectos mineros importantes y nuevamente un incremento gradual en la inversión hasta el año 2019. Es en este escenario de mayor competitividad y precios fluctuantes de los metales, el abastecimiento de equipos de chancado y molienda exige que los fabricantes de piezas y repuestos para minería evalúen constantemente el desarrollo de nuevos productos para mejorar el rendimiento de los equipos de procesamiento de minerales, incluyendo la introducción al sector minero de elementos antidesgaste a base de polímeros, cerámicos y de materiales compuestos con precios competitivos. El desarrollo de nuevas aleaciones de aceros antidesgaste, con mayores tiempos de duración y mejores propiedades mecánicas son indispensables para el equipamiento minero en el Perú. El objetivo del presente trabajo es desarrollar, fabricar y caracterizar un acero fundido de alto carbono aleado con cromo, para su aplicación en elementos resistentes al desgaste que requieren una elevada dureza además de una buena resistencia al impacto, semejante al acero para herramientas AISI D2. Con este propósito se elaboró un diseño experimental que permitió determinar las aleaciones y los ciclos de tratamientos térmicos adecuados para obtener la combinación de propiedades mecánicas deseadas: dureza, resistencia al impacto y resistencia al desgaste. Según el diseño experimental se determinaron las propiedades a evaluar y el rango de la composición química para las aleaciones. Seguidamente se fabricaron las muestras mediante el proceso de fundición en molde de arena y horno de inducción. A continuación, se realizaron ensayos de templabilidad y los tratamientos térmicos para proceder con la caracterización de propiedades mecánicas, así como la microestructura. Finalmente se evaluaron y compararon los resultados obtenidos. A partir del estudio se han desarrollado, fabricado y caracterizado dos aceros de alto contenido de carbono aleados con cromo, denominados: HB1, con 1.43% de carbono, 13.34% de cromo y 0.79% de molibdeno, y AR4, con 1.18% de carbono, 13.09% de cromo y 1.04% de molibdeno; que para condiciones óptimas de tenacidad presentan durezas de 53.5 HRC y resistencias al impacto de 23.3 J para el acero HB1 y 53.5 HRC y 10.2 J para el acero AR4, así como resistencias al desgaste de 136.6 mm3 y 185.5 mm3 de pérdida de volumen para el HB1 y AR4 respectivamente. Dichas propiedades son apropiadas para la fabricación de elementos resistentes al desgaste con espesores de hasta 8” requeridos en la industria minera.
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    Business consulting – Ferreyros S.A.
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-01-25) Marroquin Cieza, Carlos Augusto; Godinez Viacava, Juan Carlos; Garcia Luperdi, Miguel Alonso; Romero Palomino, Nury Zaira; Llaque Sanchez, Alex Henry
    Ferreyros S.A. es una empresa fundada en el año 1922. Se dedica a la comercialización y reparación de equipos de maquinaria pesada para el sector agrícola, construcción, pesca y minería, basando sus negocios en una representación de Caterpillar, reconocida marca a nivel mundial. Business Consulting Group ha hecho un análisis acerca de la problemática que se enfrenta hoy en día para el cumplimiento de capacitaciones técnicas a los clientes del sector minero, oportunidad de mejora que fue validado por el jefe de capacitación técnica del área de desarrollo técnico, quién manifestó diversos síntomas que impedían la correcta ejecución de la demanda del sector minero por la comercialización de maquinaria. Luego de conocer las causas que afirmaban la oportunidad de mejora detectada, se procedió a ejecutar un plan de implementación de alternativas de solución que le permitirán a Ferreyros S.A. revertir el incumplimiento actual que se presenta en el mercado y así mejorar la calidad de atención a sus clientes. Por lo expuesto anteriormente, se presentan como propuestas de solución la implementación de un sistema integrado llamado Customer Relation Managment (CRM) con el fin de mejorar el proceso actual, la virtualización de cursos con el objetivo de reducir los tiempos de capacitación y optimizar costos, un método de planificación bajo 2 escenarios, el escenario con capacitación 100% virtual, cuyos resultados financieros son VAN de S/.133,870.77 y un período de recuperación de 4 meses; el escenario mixto con capacitación 50% presencial y 50% virtual, con un VAN de S/.29,650.62 y un período de recuperación de 8 meses y finalmente, la redefinición del indicador de medición del Net Loyalty Score (NLS).
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    Estudio sobre la importancia de la gestión de neumáticos en los volquetes Mercedes Benz modelo Actros 3344K en la U.M. Quenuales – Contonga
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-10-06) Carrión Cadillo, Álvaro Alonso; Lean Sifuentes, Paul Pedro
    En el presente trabajo de investigación se estudió la influencia que tiene la gestión de neumáticos para incrementar la vida útil de ellos y reducir los costos de operación, en los Volquetes Mercedes Benz modelo Actros 3344K. El estudio se llevo acabo en la Unidad Minera Contonga, Ubicada en el departamento de Ancash. La recopilación de datos y análisis de los factores y estrategias se realizaron con ayuda de la empresa Multicosalilor SAC, con un total de 09 volquetes. Con inspecciones diarias y siguiendo el plan de mantenimiento relacionado a neumáticos. Tomando como variable independiente la gestión de Neumáticos, mediante un sistema de gestión en el control de neumáticos para flotas, apoyado con un plan de mantenimiento. Teniendo como constantes, las presiones de inflado de los neumáticos, la carga aplicada de los materiales a los volquetes, la temperatura de los neumáticos y la operatividad de los equipos, estos detalles son muy importantes en la vida útil de los neumáticos. Además, se tomó como variable dependiente la reducción de los costos operativos y el aumento de vida útil de los neumáticos. Finalmente, seguir la gestión de neumáticos apoyado con el plan de mantenimiento, nos demuestra que hubo un incremento en la vida útil comparándola con los valores iniciales a inicio del trabajo, así también hubo un ahorro significativo al finalizar el año como se demostrará en los capítulos que a continuación se detallan.
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    Business Consulting para Maqui Rental
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-07-01) Aliaga Mori, Celestino Paul; Córdova Bautista, Rosa Jackeline; Cotrina Rodriguez, Cinthya Yasmin; Horna Abanto, Orlando; Rojas Valdez, Kelly
    Las empresas peruanas del rubro de venta y alquiler de maquinaria pesada deben afrontar grandes retos y desafíos, asimismo en las condiciones actuales deben presentar una estrategia de adaptabilidad a los cambios en el entorno por lo cual tienen que identificar y analizar constantemente los aspectos internos y externos que se originan, la intención de esta investigación es realizar un business consulting report a Maqui Rental S.A.C, el objetivo es encontrar deficiencias en sus procesos y de ese modo brindar propuestas de solución que permitan a la empresa ser eficiente y rentable. En el presente trabajo de consultoría se estudiaron los factores que intervienen dentro de la organización, identificando sus fortalezas y debilidades, además se identificó oportunidades y amenazas que intervienen en el desarrollo de la empresa pero que son externas, se ejecutó entrevistas virtuales con los responsables de los procesos de las diferentes áreas, obteniendo información relevante que ayude a identificar las necesidades, los principales problemas y sus causas. En base al estudio realizado se detectó como problema principal los retrasos e inconvenientes en el registro y control de la información, ante ello se plantearon opciones de solución, las cuales fueron desarrolladas según el impacto, factibilidad e inversión a requerir. Se recomienda a Maqui Rental S.A.C la implementación del desarrollo del aplicativo móvil AppSheet, desarrollo del portal de clientes web (gestión de reclamos e información), e incluir objetivos tecnológicos en el Plan Estratégico de la Organización. Asimismo, se recomienda un plan de implementación de 10 meses, fecha de inicio el 15 de marzo del 2021 con una inversión de S/ 357,040 para obtener como resultados esperados una VAN de S/ 3´434,414 y una TIR de 400% lo que permitirá respaldar la viabilidad de la propuesta de solución al problema identificado. Cabe mencionar que por políticas de confidencialidad de la empresa se ha cambiado el nombre para el desarrollo de la presente consultoría.
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    Business consulting – Metal SAC
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-06-30) Castillo Ardiles, Angela Lourdes Isidora; Chávez Aquino, Bryan Holguer; Mateo Unchupaico, Marco Antonio; Santillán Valdivia, Fredy Homero; Avolio Alecchi, Beatrice Elcira
    La presente consultoría fue realizada a la empresa Metal SAC, institución que se encarga de los servicios de alquiler, reparación y mantenimiento preventivo de maquinar ia para minería. La empresa tiene una estrategia basada en costos y es parte del grupo minero Material SAC (al cual pertenece la empresa Metal SAC) quienes han optado por realizar una integración vertical hacia atrás dando origen a Metal SAC. La consultoría consistió en el análisis de los procesos que involucran la operatividad del taller de reparaciones, desde un punto de vista financiero, logístico y comercial; con el objetivo de generar una mayor margen bruto se buscó mejorar los procesos y la eficacia de la operación de mantenimiento ante el crecimiento de la demanda. Para ello, se identificaron los problemas internos y externos de la organización que afectan el margen de la operación. El problema principal es incremento de los costos de venta reiterativos año tras año, que ocasionan la pérdida de margen bruto en el servicio, a pesar de que las ganancias se incrementaron debido al aumento de la demanda el costo total del servicio, el cual es un costo directo, creció en una proporción mayor evidenciando la falta de estandarización, definición de procesos, re trabajos, asignación errónea de recursos, malas cotizaciones, exceso de procesos tercerizados y la rotación de personal especializado a nuevas áreas de la empresa que se observaron en el proceso de diagnóstico. Para la implementación de las mejoras se presenta un Gantt que ayudará a la gerencia de operaciones a ejecutar las soluciones orientadas a la estandarización, control y evaluación continua del proceso. Con la implementación de estas soluciones se espera realizar una inversión de S/ 221,900 buscando un ahorro anual de S/191,893 por los próximos cuatro años, obteniendo un VAN de S/386,375 con una tasa de descuento de 10% y un TIR de 78%.