Tesis y Trabajos de Investigación PUCP
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Ítem Texto completo enlazado Influencia de los parámetros estructurales en la conciliación geotécnica de taludes(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-01-09) Cornelio Curimania, Maria Angela; Cabello Robles, Oscar LuisLa presente tesis se orienta en determinar la influencia de los parámetros estructurales en la conciliación geotécnica de taludes. La conciliación es una de las actividades más importantes en el desarrollo de un proyecto minero pues permite la supervisión continua de los procesos durante el desarrollo de una operación, los cuales son analizados para proponer mejoras e implementarlos. Para desarrollar la conciliación de los taludes de forma correcta es necesario involucrar los parámetros estructurales propios de cada sector, ya que cada sector es diferente. En base a lo indicado, se realiza el presente estudio que abarca desde el análisis de los resultados de conciliación geotécnica de taludes, la identificación de los sectores que no cumplen con los indicadores claves de desempeño (KPI) de conciliación, el análisis de la información de campo recolectada durante el mapeo geotécnico estructural, análisis cinemático, el análisis probabilístico de caída de bloques de roca y el análisis de persistencia y espaciamiento de las principales estructuras. Los resultados de la conciliación geotécnica correspondiente al año entres 2021-2022 permitió identificar tres zonas de análisis, la zona 1, la zona 2 y la zona 3 correspondientes a la fase operativa 5A del tajo en estudio. Identificada las zonas se evalúa la información del mapeo geotécnico estructural realizadas en los tres sectores mencionados. Con dicha información se realiza el análisis cinemático en el software Dips, el cual permite determinar la probabilidad de ocurrencia de falla en las zonas. Posteriormente, se realiza el análisis probabilístico de caída de bloques de roca en las zonas de análisis con el software SBlock, este análisis considera la incertidumbre en la determinación de parámetros geotécnicos que se asumen y la heterogeneidad natural que tienen los macizos rocosos, por ello el análisis considera características estructurales adicionales al ángulo de buzamiento y dirección de buzamiento como el espaciamiento y persistencia, además se evalúa de forma individual las características de persistencia y espaciamiento. Por último, en base a los resultados, se presenta conclusiones respecto a la influencia de los parámetros estructurales en la Conciliación Geotécnica de Taludes.Ítem Texto completo enlazado Incremento de valor de una operación a tajo abierto mediante la incorporación de sistemas de chancado y fajas In Pit (IPCCS) para el transporte de desmonte(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-01-08) Campos Valverde, Carolina Yessenia; Rodriguez Tincopa, Alvaro Frank; Espinoza Noriega, Raúl EdgardoLa presente tesis evalúa la implementación de los sistemas Inpit Crushing and Conveying (IPCCS) como alternativa al sistema convencional pala-camión para el acarreo de desmonte en una operación minera a tajo abierto ubicado en la zona norte del Perú. Esta operación, debido a sus características geológicas, requiere desbrozar fases con un alto stripping ratio para exponer el mineral. Además, los botaderos de esta operación están localizados en puntos lejanos, generando distancias largas para el transporte del desmonte. Los principales problemas que presenta el sistema convencional a largo plazo son: el incremento del costo de acarreo de material, el aumento de número de camiones, y el impacto negativo en el medio ambiente y la sociedad generadas por las emisiones de monóxido de carbono provenientes de los camiones mineros. Las razones mencionadas intervienen en la decisión de optar por sistemas semi mecanizados o mecanizados (IPCCS) en busca de minimizar costos y aumentar el valor de la operación, tanto económica como ambiental y socialmente. Como punto de partida se desarrolla un plan de minado optimizado a largo plazo y se evalúa el número de sistemas a incorporar y las posibles ubicaciones de los sistemas IPCCS en la operación. Seguido, se realizan tres escenarios: el primer escenario con sistema convencional, el segundo escenario incorporando un sistema IPCCS y un tercer escenario incorporando dos sistemas IPCCS. Esto nos permite analizar el impacto que los sistemas generan durante la vida de la operación minera. Finalmente, con los escenarios desarrollados, se realiza un caso de negocio que nos permite identificar el escenario que brinda una mayor rentabilidad a la operación.Ítem Texto completo enlazado Impacto en la producción de una operación minera a cielo abierto en la época de pandemia por Covid – 19(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023-12-05) Zaña Chuquizuta, Brayan Alberto; Guerra Rivas, Felix SantiagoLa producción de minerales es el proceso de extracción y obtención de minerales valiosos de la Tierra. En una operación minera los niveles de producción de minerales desempeñan un papel importante, principalmente, porque generan ingresos con su comercialización. Además, esos ingresos forman parte de la economía del país y se representa en el producto bruto interno. El objetivo de este trabajo de investigación es determinar cuál ha sido cuantitativamente el impacto en la producción debido al COVID-19 con la implementación de las nuevas medidas de bioseguridad. Se realizó un método estadístico llamado correlación de Pearson y se analizaron 5 factores que influyen en la variación de la producción minera como son el total de trabajadores, consumo de explosivos, gastos generales, consumo de diésel para abastecimiento de equipos y el consumo de petróleo – diésel para voladura. La producción en la operación minera a cielo abierto disminuyó el 2020 y el 2021 en 9.9% y 7.2% respectivamente en el contexto de la pandemia en comparación con los niveles del año 2019, aunque con excepciones de algunos meses del año 2020 y 2021 en los que hubo un aumento en la producción. El elemento que más influyó en la producción de minerales fue el número de trabajadores, lo cual quiere decir que, a menor número de trabajadores, la producción de minerales disminuyó durante la pandemia por COVID – 19.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 Propuesta de implementación del proyecto: transición de “Dumper a volquete” en una mina subterránea con análisis de costo y simulación de riesgo(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-06-13) Leon Flores, Enzo Fabrizio; Mendieta Britto, Luis AlbertoLas empresas mineras buscan crear valor para los accionistas de la empresa a través de la mejora continua al implementar proyectos, realizar exploraciones y reduciendo sus costos para situarse en una ventaja competitiva frente a otras empresas. Dentro de las acciones a realizar para poder generar valor en la empresa se encuentra la optimización de los procesos operativos, implementación de tecnología y la gestión de los recursos. Los procesos operativos en común de las operaciones de tajo abierto y operaciones subterráneas son las de perforación, voladura, carguío y acarreo. En específico, los costos de carguío y acarreo representan el porcentaje mayor en los costos operativos anuales de las unidades mineras y esto se debe a la cantidad de mineral que se extrae anualmente y al rendimiento del sistema de transporte de cada mina. Los sistemas de transporte de mineral cumplen un rol importante desde el punto de vista operativo pues es el encargado de que el mineral explotado sea llevado hasta la planta procesadora y que se cumpla el tonelaje diario transportado de mineral; además, desde el punto de vista económico el hecho de reducir los costos en el transporte de mineral representara una utilidad mayor anual que se reflejara en el flujo de caja de la empresa. Comparar y elegir qué tipo de sistema de transporte seria el adecuado para cada empresa dependerá de las características propias de la mina debido a las condiciones distintas que se tengan y a las restricciones específicas. Esta tesis compara dos sistemas de transporte de mineral dumper y volquete en una mina subterránea bajo las mismas condiciones para tres rutas de transporte distintas. Asimismo, se compara los costos y rendimiento de cada uno de los sistemas de extracción considerando los factores operativos que influyen en el rendimiento.Ítem Texto completo enlazado Metodología para el análisis de métodos subterráneos en operaciones a tajo abierto(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-05-27) Ortega Vila, Marco Antonio; Mendieta Britto, Luis AlbertoLa tesis desea demostrar la metodología de un estudio a nivel de Caso de Negocio para “El Análisis de Métodos Subterráneos en Operaciones a Tajo Abierto” en una operación actual a tajo abierto. La minera desea conocer la rentabilidad del minado subterráneo en su operación actual. El estudio le delimitara los potenciales métodos subterráneos a emplear y seleccionar el método de minado que genere mayor valor al proyecto. Además, definirá los targets de exploración, que sirve para focalizar en que áreas se debe realizar perforación diamantina para cuantificar los recursos que contienen material sobre la ley de corte económica, de esta manera se evita perforar en áreas mineralizadas que no aportan valor a la empresa. El recurso mineral donde se desarrolla el proyecto es el diferencial descontando la reserva del tajo abierto actual, la cual el recurso resultante tiene categoría indicado, inferido y potencial. El estudio tiene como objetivo un análisis de selección de los potenciales métodos de minado, que es el resultado de emplear la metodología de la Universidad British Columbia (UBC), donde se obtiene que los posibles métodos a emplear son el Sublevel Stoping (SLS), Sublevel Caving (SLC) y Block Caving (BC). Para este estudio se emplea un modelo de bloques de un proyecto polimetálico y una superficie del tajo final operativo. La comparación entre los métodos de minado se basará en parámetros económicos y técnicos. Se elaboran 3 casos analizados provenientes de tres métodos de minado como son el Sublevel Stoping (SLS), Sublevel Caving (SLC) y Block Caving (BC). Los valores de corte estimados para el SLS, SLC y BC son 51.56 US/t, 41.46 US$/t y 26.79 US$/t respectivamente. La metodología que se aplica para el cálculo de material mineralizado minable o envolventes económicas es la empleada por el Código Jorc, donde primero se calcula el material mineralizado y culmina en un análisis económico para comprobar la rentabilidad de los métodos de minado propuestos y seleccionar el método que agregue mayor valor a la empresa. En el análisis de los riesgos se desarrolla un análisis de value drivers y sensibilidades a los ingresos, costo de minado, costo de planta, gastos administrativos, capital inicial y capital de sostenimiento.Ítem Texto completo enlazado Optimización - simulación de carguío y acarreo en tajo Abierto utilizando NSGAII y programación lineal entera(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-02-17) Cornejo Castro, Samuel Sebastián; Ortega Salas, Carlos AndrésEl presente proyecto de investigación se enmarca dentro de la búsqueda de mayores eficiencias en la industria minera peruana. Esta representa anualmente la mayoría del valor de las exportaciones peruanas(Peru Exports Observatory of Economic Complexity, s.f.) asimismo,esta tendencia sigue en crecimiento, de donde se infiere la importancia del sector para la economía del país. Es en ese sentido,se desarrollarán dos modelos de optimización multi-objetivo que busquen minimizar los costos de transporte y maximizar la recuperación del mineral enviado a planta incrementando el valor de dicho proceso, uno de ellos será una heurística y el otro un modelo de programación lineal entera. La hipótesis considera que: en primer lugar, el problema de asignación de rutas a camiones puede ser resuelto a través de diferentes enfoques, en segundo lugar, que dicha solución puede ser calculada en un tiempo razonable y que pueda maximizarse en diferentes funciones objetivos. Se utilizarán conceptos de matemáticas discretas, computación e ingeniería de minas para conceptualizar el problema y elaborar la propuesta de solución, desde el punto de vista de la investigación se define al tipo de investigación como propuesta de innovación tecnológica. Una vez desarrollado el modelo se observó que la hipótesis pudo corroborarse, elaborándose un modelo que logre representar el problema a una escala suficientemente real como para calcular cronogramas de solución consistentes y poder diferenciar entre una y otra solución, una vez realizado ello se contravalidó el resultado utilizando un software de simulación estocástica comercial para analizar la robustez de los resultados. En conclusión, el modelo logró resolver el problema de creación de cronogramas de producción óptimos maximizando sus beneficios en parámetros excluyentes entre sí mismos (blending, tiempo de ejecución y balanceo de trabajo), donde el tiempo de cálculo fue razonable.Ítem Texto completo enlazado Análisis del modelo de Kuz-Ram: reparametrización en minería a cielo abierto(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-02-17) Huamán Cuba, Dennys Alberto; Rojas Perez, Carlos Enrique; Del Solar Jimenez, Fredy EfrainLa presente tesis tiene como objetivo principal establecer una nueva ecuación para el modelo de Kuz-Ram para la determinación del tamaño estimado medio de Kuz-Ram “x50” mediante la aplicación del algoritmo de Levenberg-Marquardt para reducir el error que tiene el modelo en estudio y que permite obtener predicciones con un mayor grado de certeza con la retroalimentación de datos. En este trabajo, se busca crear una base en la investigación de modelos matemáticos para el planeamiento y diseño de mallas de perforación, se usa data de campo que fue trabajada por software de procesamiento de fotos de voladura para poder generar la nueva ecuación junto al lenguaje de programación Python para elaborar un modelo no lineal que se ajuste a los datos brindados. Se establecen pruebas y medidas estadísticas para ver el acercamiento que tiene el modelo Kuz-Ram a la realidad antes y después de la implementación del nuevo modelo con métodos estadísticos para poder medir el acercamiento del modelo a la data real. Posterior a esto, se establecen las correlaciones estructurales entre las variables asumiendo una tendencia lineal entre ellas para su caracterización y finalmente con el método Monte Carlo, se calcula el error porcentual para la curva de distribución granulométrica y su acercamiento con los datos reales.Ítem Texto completo enlazado Influencia del arreglo estructural de las discontinuidades en la estabilidad global de taludes a escala global de tajos abiertos mediante la metodología de elementos finitos (FEM)(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-02-20) Aguedo Asencios, Antony Gregorio; Cabello Robles, Oscar LuisLa presente tesis desarrolla la influencia que tiene el arreglo estructural de las discontinuidades en la estabilidad global de los taludes globales de un tajo abierto mediante la metodología de elementos finitos (FEM) a fin de tener un diseño mas realista de los taludes. Para esta investigación se realizó una revisión bibliográfica del estado del arte del tópico para tener una base sobre los posibles resultados de la investigación, así como también, discriminar entre el modelo a usar para el modelamiento de las discontinuidades y la metodología de cálculo. Asimismo, para los datos de entrada del macizo rocoso se utilizó data de caracterización geomecánica de una mina a tajo abierto en Canadá, mientras que la caracterización de las discontinuidades se obtuvo de valores teóricos. En el análisis de estabilidad de los taludes se utilizo el software RS2 de rockscience el cual permitió modelar las discontinuidades de manera discreta permitiendo variar los variables de orientación, espaciamiento, longitud y persistencia de las discontinuidades utilizadas en la investigación. Los resultados obtenidos del análisis muestran que el arreglo estructural influye en la estabilidad del talud, sin embargo, esta es mínima debido a las propiedades de resistencia del macizo rocoso la cual le otorga un factor de estabilidad alto. Además, evidencia que el parámetro de mayor influencia es la orientación de la discontinuidad.Ítem Texto completo enlazado Reducción de costos de perforación rotativa mediante la optimización del rendimiento de brocas tricónicas de 6 ¾ de pulgadas de diámetro y un aumento del porcentaje de utilización de las perforadoras en una mina a cielo abierto(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020-03-03) Martel Gonzales, Luis Alejandro; Aguila Nuñez, Carlos Manuel del; Villanueva Bullon, Manuel GuillermoEl presente estudio de investigación tiene como objetivo reducir los costos de perforación rotativa mediante la optimización del rendimiento de brocas tricónicas de 6 ¾ de pulgadas de diámetro y aumentar el porcentaje de utilización de las perforadoras en una mina a cielo abierto. Para lo primero, se ha realizado un estudio comparativo de rendimiento y costos entre cuatro marcas de brocas de perforación. Se ha determinado según el tipo de roca, las velocidades de perforación y el costo total de perforación por metro, obtenidos con cada una de las marcas de las brocas. Se concluye que, mediante la estandarización de la marca de broca óptima, se obtiene hasta 10% más en la cantidad de metros perforados por cada broca, el valor de la velocidad de perforación aumenta hasta en un 7%; y se tendrá un costo de 0.25 dólares menos por cada metro perforado, generando un ahorro anual de 87 mil dólares. La segunda parte de la investigación, tiene como objetivo la implementación de la cama baja con la finalidad de reducir los tiempos de traslado entre proyectos de la perforadora y aumentar el porcentaje de utilización de estas. Para lograr estos objetivos se trabajó con la base de datos de los tiempos empleados durante el traslado entre proyectos de las perforadoras, esta base de datos es generada según los reportes diarios que emiten diariamente los operadores de las perforadoras donde se detalla la ubicación inicial y final de los proyectos donde se traslada el equipo, tiempo de traslado, distancia, hora y fecha. Esta implementación del equipo cama baja generó una disminución de 52.45 horas de traslado en promedio mensual lo que se generó un ahorro anual de 45 mil dólares, como consecuencia del alquiler de las perforadoras, debido a que la perforadora se alquila a un tercero y cuenta con un costo por hora de 210 dólares. Por otro lado, se demostró que se obtuvo un incremento de la utilidad operativa en general de las perforadoras en 11.6 %, debido a la reducción de los tiempos de demora por traslado.