Ingeniería de Minas

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Aislamiento y caracterización molecular de consorcios bacterianos nativos obtenidos del distrito Mariano Nicolás Valcárcel anexo de Secocha como alternativa para la biorremediación de agua contaminada por metales pesados
(Universidad Católica de Santa María, 2021-12-17) Gongora Flores, Juan Jesus
El presente proyecto de investigación consistirá en aislar e identificar molecularmente consorcios bacterianos nativos obtenidos de aguas contaminadas por el desarrollo de actividades mineras. Para tal efecto se realizará un muestreo de las aguas contaminadas en la mina artesanal ubicada en el anexo de Secocha. Las muestras serán llevadas al laboratorio y se realizarán los cultivos y las réplicas necesarias hasta aislar colonias con cepas bacterianas puras. Luego se realizará la extracción de ADN de las cepas bacterianas identificadas para proceder con el desarrollo de su secuenciación de nucleótidos e identificación de árboles filogenéticos. Finalmente se desarrollarán ensayos de laboratorio en donde se mostrará la capacidad de remoción de mercurio y mediante modelos matemáticos se identificará el comportamiento de la cepa bacteriana con respecto al tiempo. Asimismo, se realizará el análisis bioinformático correspondiente para encontrar la mayor homología de los microorganismos aislados y así se podrá identificar la existencia de nuevas cepas bacterianas, las cuáles serán utilizadas para realizar los ensayos de biorremediación en agua contaminada con mercurio. Efluente presente en aguas residuales donde se recupera oro
Análisis comparativo en la aplicación del sistema In – Pit Crushing and Conveying frente al sistema convencional por camiones mineros para transporte de material estéril en una mina a cielo abierto del sur del Perú
(Universidad Católica de Santa María, 2022-09-08) Villanueva Valdivia, Luis Augusto
El presente trabajo de investigación consistirá en analizar la comparación de la implementación de un sistema In – Pit Crushing and Conveying (IPCC) para un plan de vida de mina, esto en frente de un sistema convencional de transporte por camiones mineros ambos casos para el transporte de material estéril de una mina superficial ubicada al sur del Perú. Para tal caso, primero se tiene como base un plan de minado de vida de mina, fases de minado y una topografía inicial de un periodo determinado. Con esta información base se diseñarán los depósitos de desmonte necesarios para cubrir el tonelaje de material estéril del plan de vida de mina, a la vez estos diseños obedecen a la geografía del terreno (ríos, lagos, lagunas y estructuras). En segunda instancia se obtendrán las topografías por periodo de la vida de mina, esto con ayuda de la información inicial. En tercera instancia se diseñarán las rutas de acarreo por periodo, se tomará el nivel de minado más profundo como punto inicial y a la vez dicho punto se ubicará en el centroide del nivel, como punto de destino se podrán tener mínimo uno o varios depósitos de desmonte para poder así calcular el número de camiones mineros necesarios para cubrir el traslado de material estéril in pit hacia los depósitos de desmonte. Para desarrollar el caso mediante el uso de un sistema In – Pit Crushing and Conveying se partirá desde las rutas de acarreo previamente diseñadas del caso base, pero ya no se tendrá como destino los depósitos de desmonte sino se tendrá a la chancadora semimóvil o fija, al ser semimóvil o fija se tendrá un solo destino para toda la vida de mina, con este destino se calcularán los camiones mineros necesarios para el traslado del material estéril in pit, seguidamente se analizará si las descargas de material estéril del plan de minado por faja son factibles o no para usar este método. En segunda instancia se calcularán los costos de inversión y ejecución del sistema IPCC. Finalmente se debe de tener en cuenta que para el cálculo de costos intervendrán CAPEX y OPEX para ambos casos, así se podrán analizar y determinar cuál de dichos casos representa un menor costo, el cual sería el uso de camiones mineros puesto que usar un sistema IPCC para transportar grandes cantidades de material estéril no es factible ni rentable.
Análisis del impacto ocasionado por el material particulado en el desempeño energético de paneles fotovoltaicos en zonas cercanas a operaciones mineras
(Universidad Católica de Santa María, 2022-09-02) Acosta Quelopana, Alejandro Marcelo; Rodríguez Delgado, José Julián
La región de Arequipa, ubicada al sur de Perú, se encuentra en los mejores lugares del mundo para la obtención de energía fotovoltaica, ya que los valores de irradiancia solar son de los más altos del planeta, a pesar de ello, no se le da la importancia necesaria a esta tecnología que permite producir energía de una fuente renovable, evitando también la emisión de gases con efecto invernadero, tan solo el 1.44% de la energía en Perú es producida con paneles fotovoltaicos. Se pretende fomentar la utilización de energía solar no solo en el ámbito urbano, sino también en la industria minera la cual es una de las principales actividades económica y consumidoras de electricidad en el país. Estudios previos han demostrado que uno de los principales problemas que enfrentan las plantas fotovoltaicas es la deposición de material particulado, por lo que el objetivo del presente proyecto es hallar la cantidad de gramos por metro cuadrado de polvo depositado sobre un módulo fotovoltaico que provoque un déficit en el rendimiento energético del mismo, los resultados se utilizarán el proyecto de investigación mencionado en la presentación. Para lograrlo, se ubicó un panel fotovoltaico en el distrito de José Luis Bustamante y Rivero en la provincia y departamento de Arequipa, donde el material particulado fue pesado con una balanza de precisión, dando así la obtención de la tasa de deposición de polvo (g/m2), este valor se relacionó con el porcentaje de eficiencia emitida por el prototipo en mención. Los resultados mostraron que existe una reducción de eficiencia total promedio de 60.6% debido a una tasa de deposición de 35 g/m2 en la superficie del panel fotovoltaico analizado experimentalmente. Por lo tanto, los resultados muestran que la presencia de material particulado en el departamento de Arequipa impactará en el desempeño energético del panel fotovoltaico, por ende no podría existir una óptima utilización y futura implementación en la industria minera ya que este sector es uno de los mayores generadores de material particulado en el mundo.
Análisis y propuesta de mejora de rendimiento de neumáticos de dimensión 59/80R63 en volquetes caterpillar 797F y Komatsu 980E - 4 en una mina del sur del Perú
(Universidad Católica de Santa María, 2022-05-06) Postigo Bellido, Nicolas
En el presente trabajo de investigación se analizó el rendimiento de los neumáticos de dimensión 59/80R63 utilizados por las flotas de volquetes Caterpillar 797F y Komatsu 980E- 4 en una mina al Sur del Perú, debido a que se detectó que muy pocos neumáticos llegaban al final de su vida útil y la mayoría eran desechados por daños operacionales. Por ello, se determinó analizar la situación y proponer medidas para incrementar el rendimiento de dichos neumáticos, para de esa manera reducir el costo operacional de los volquetes. Para la realización del presente trabajó se realizó una investigación de tipo aplicada, esperando mejorar la situación encontrada con las propuestas planteadas; utilizando como población todos los neumáticos de dimensión 59/80R63 desechados por la empresa minera desde enero de 2018 hasta noviembre de 2019. Se utilizó la técnica documental con una base de datos como instrumento principal, además de informes y documentos relacionados; también se utilizó la técnica de observación durante el periodo que el investigador laboró en la unidad minera. Durante el análisis de la situación de la unidad minera, se encontraron diferentes factores los cuales perjudicaban la vida útil de los neumáticos tales como: la presión, temperatura, operación del equipo, rotación de neumáticos, entre otros. De esta manera, se aplicaron diversas medidas correctivas tomando en consideración todos los factores identificados anteriormente. Gracias a las medidas adoptadas, se logró incrementar el rendimiento en horas de los neumáticos 59/80R63, además de reducir el costo remanente de los neumáticos desechados y lograr una reducción en el costo por hora de cada neumático.
Análisis y propuesta para la reducción de la desviación de los taladros de sondaje en el proceso de perforación diamantina en un yacimiento cuprífero al sur del Perú
(Universidad Católica de Santa María, 2023-07-06) Diaz Choque, Manuel Alejandro
La investigación plantea como objetivo general “Analizar y proponer la reducción de las desviaciones de los taladros de sondaje en el proceso de perforación diamantina en un yacimiento cuprífero al sur del Perú”, trabajando bajo un tipo de investigación aplicada propositiva, de nivel experimental, cuyo plan de estudio está conformado por 2 meses de evaluación donde se analizó y evaluó un total de 12 taladros perforados los cuales resultaron desviados sea extremada o ligeramente. El método de investigación estuvo basado en el enfoque cuantitativo cuya técnica de investigación es la observación y el análisis documental, además de informes y documentación relacionada, se demostró en los resultados que existen 12 principales causas de desviación, de las cuales se identificaron 3 geológicos y 9 elementos causales operacionales, a consecuencia de estas se tuvo; un total de 5147.30 metros perforados que fueron aceptados de 7035.6 metros perforados totales, dándose como resultado una eficiencia de 48.61% versus una de 96.92% después de aplicada la propuesta. Es por ello por lo que, en base a los análisis y evaluaciones realizadas en la presente investigación, se determinó proponer una alternativa para la reducción de las desviaciones de los taladros de sondaje mediante un sistema de medición y control tecnológico en tiempo real de cada metro perforado, demostrándose que, gracias a dicho sistema, es posible la reducción de desviación y de esta forma mejorar la eficiencia en el proceso de perforación diamantina en un yacimiento cuprífero al sur del Perú.
Aplicación de la fórmula de R. Praillet para evaluar la velocidad de penetración y su impacto en la perforación primaria en una mina a tajo abierto de Ica - Perú 2018
(Universidad Católica de Santa María, 2019-12-17) Castro Pezo, Renato Efraín
La investigación fue realizada en una mina a tajo abierto ubicada en el departamento de Ica en el área de perforación primaria. La investigación tiene como objetivo principal evaluar la velocidad de penetración de la perforación primaria mediante la aplicación de la fórmula de estimación de R. Praillet en la mina de estudio. La toma de datos de campo se realizó en las minas 3 y 4. Los equipos de perforación rotativos eléctricos y herramientas de corte que se utilizaron son perforadoras de modelo Sinosteel YZ 55B, Gardner Denver GD100, Bucyrus Erie 39HR y brocas tricónicas chinas de diámetro 12 1/4“ cuyos modelos son KX 74 (para terreno duro) y de diámetro 9 7/8” cuyos modelos son KX 83 y KX 85 (para terreno extremadamente duro), que son de materia de estudio de esta investigación realizada durante el año 2018 en los meses de julio a noviembre. Para realizar la toma de datos fue necesario estar en el equipo de perforación físicamente las 8 horas de trabajo rutinario en 3 guardias rotativas para conocer el funcionamiento de los equipos (variables operativas utilizadas) y las actividades de perforación realizadas por cada operador para hacer los taladros y saber sus velocidades de penetración instantáneas por material, lo cual es materia de estudio. La investigación analizó una muestra de 70 perforaciones en diferentes terrenos como desmonte, mineral primario y baja ley para evaluar y comparar la velocidad de penetración instantánea obtenida de las máquinas con la fórmula de estimación de la velocidad de penetración de R. Praillet, utilizando en ella fórmulas prácticas de las variables operativas de perforación rotativa, resistencias a la compresión de los materiales perforados y el diámetro de la broca tricónica, se dio un aumento del 11.57% en la velocidad de penetración y a partir de la comparación y evaluación de estas velocidades se calculó las velocidades medias de perforación para generar los costes de perforación reduciendo así en un 6.36% el TDC representando esto en un ahorro mensual de 27,720.00 US$ y un ahorro anual de 332,640.00 US$ con una reducción de 1.10 US$/metro en la perforación primaria de la mina demostrando que al aplicar la fórmula de R. Praillet y fórmulas teóricas de variables operativas de perforación rotativa es posible estimar la velocidad de penetración en cualquier tipo de terreno y generar un impacto en los costes de perforación primaria de la mina. Palabras clave: Velocidad de penetración. Fórmula de R. Praillet. Variables operativas de perforación rotativa. Costes de perforación.
Aplicación de parámetros geotécnicos para determinar la capacidad de soporte de la subrasante en el diseño de vía de la carretera rural ruta em.pe-15(GLORIA) distrito de la Joya, provincia de Arequipa
(Universidad Católica de Santa María, 2022-11-17) Zevallos Castillo, Antony
Este presente proyecto de investigación tiene como finalidad determinar la capacidad de soporte de la subrasante, considerando las propiedades del material extraído de las canteras conyugues al proyecto, mediante la aplicación de los parámetros geotécnicos en la vía Carretera rural ruta EMP. PE-15 (Gloria) distrito de La Joya.Para la puesta en marcha del estudio en canteras y carretera se consideró estudios en campo y laboratorio, haciendo excavaciones tipo trinchera (calicatas) para la obtención de las muestras, para efectuar el estudio geotécnico y analizar sus propiedades físicas. La metodología de la investigación fue aplicada, descriptiva – explicativa, la muestra estuvo constituida por 10 calicatas. Concluyendo que fue posible determinar, que la capacidad de soporte de la vía, en base a la aplicación de los parámetros que tienen una buena estabilidad estructural; el estudio de CBR obtuvo un valor de 21.8% en la vía, se logró garantizar el desempeño y la eficacia de la subrasante y garantizando un afirmado adecuado de manera eficiente, finalmente se puede evidenciar mediante los estudios de post evidencia, que la vía presentó una mejora y da cumplimiento a los estándares establecidos por la norma. En cuanto al espesor del afirmado, garantizará un mejor soporte de la capacidad subrasante, además, complementamos con información de factores que influyen el comportamiento de la subrasante
Aprovechamiento de residuos vegetales de poda de áreas verdes para la elaboración de carbón activado con aplicación en adsorción y recuperación de oro en procesos hidrometalúrgicos
(Universidad Católica de Santa María, 2023-10-02) Astorga Beltrán, Helbert Ludgardo
Actualmente a nivel mundial se utilizan diferentes estrategias de reutilización de materias orgánicas para su transformación en carbón activado el cual es un adsorbente carbonáceo que tiene la facultad de eliminar macropartículas como polvo, tierra, químicos, toxinas y bacterias en múltiples industrias, entre ellas la minera, sin embargo, actualmente la adquisición del carbón activado tiene un alto coste y a medida que transcurre el tiempo este valor tiende a incrementarse. Múltiples estudios también han corroborado que el carbón activado es muy útil en los procesos de adsorción de oro en empresas mineras, pero para poder utilizarlo correctamente es necesario determinar sus valores de eficiencia. Debido a ello el objetivo de la siguiente investigación es elaborar carbón activado a base de los restos que quedan tras la poda de las áreas verdes para su aplicación como adsorbente en la recuperación de oro en minería; para ello se realizó la caracterización del carbón activado así como su porcentaje de adsorción, para ello se utilizó como método las normas ASTM D 3173-87 (determinación de humedad), ASTM D 3172-89 (determinación de ceniza), ASTM D 3175-89 (determinación de material volátil), ASTM D 3172-89 (determinación de carbono fijo) y la norma ASTM D 2854 (determinación de la densidad aparente). Los resultados mostraron que respecto a la caracterización el porcentaje de humedad para este estudio son de 7.17%; el porcentaje de ceniza tiene un valor de 30.83%; el material volátil alcanza un valor de 88.01%; el porcentaje de carbono fijo fue de 26.01% y finalmente la densidad aparente alcanzó valores de 0,24%. Finalmente, la cinética de adsorción para la recuperación de oro con un tiempo de adsorción de entre 30 a 210 minutos es de 95.55%; mientras que la capacidad de adsorción con un tiempo de adsorción de entre 30 a 210 minutos es de 0.96 mg/g.
Comparación de modelos empíricos tradicionales contra modelos predictivos de Machine Learning para la estimación de velocidad pico partícula en voladuras de cielo abierto
(Universidad Católica de Santa María, 2022-12-05) Valdivia Salazar, Roger Alonso
El presente estudio busca realizar una comparación objetiva y cuantitativa de modelos empíricos tradicionales contra modelos predictivos de Machine Learning para la estimación de Velocidad Pico Partícula en voladuras de operaciones mineras a cielo abierto. Para ello se seleccionó 5 formulaciones convencionales y 6 modelos predictivos desarrollados en base a algoritmos de Machine Learning; se desarrolló un script en lenguaje de programación Python para entrenar y optimizar cada uno de estos modelos con la finalidad de estimar que tan bien pueden predecir los valores esperados de Velocidad Pico Partícula; y finalmente compararlos en base a métricas de desempeño. Para el presente estudio se escogieron dos métricas de desempeño, siendo estas el Coeficiente de Determinación (R2) y la Raíz del Error Cuadrático Medio (RMSE). Tras la obtención y análisis de resultados, se concluyó que el modelo desarrollado en base a Redes Neuronales Artificiales fue el que mejores métricas obtuvo, con un valor de RMSE de 11,54 unidades y un valor de coeficiente de determinación (R2) igual a 0,88. Por otra parte, dentro de los modelos desarrollados mediante formulaciones empíricas, el que mejores métricas entregó fue el de Rai & Singh (2004); con un valor de RMSE de 20,65 unidades y un coeficiente de determinación (R2) de 0,61. En líneas generales, los modelos desarrollados en base a algoritmos de Machine Learning entregan mejores métricas de desempeño comparados respecto a los modelos desarrollados en base a formulaciones empíricas; representando así, una mejor opción en la tarea de predecir valores de Velocidad Pico Partícula.
Cuidado de infraestructuras en operaciones a tajo abierto modificando tiempos entre taladros y diseño de configuración de carga
(Universidad Católica de Santa María, 2020-11-04) Tong Ladrón De Guevara, José Carlos
El cuidado de infraestructuras en operaciones a tajo abierto modificando tiempos entre taladros y diseño de configuración de carga nos permite explotar zonas de baja ley cercanas a infraestructura que anteriormente no eran rentable minarlas debido al menor precio del metal y a la baja recuperación en el procesamiento de minerales, sin embargo, el desmontar la infraestructura puede ser muy costoso y complicado. El presente trabajo evalúa y diseña; la malla, carga y secuencia de salida, para no dañar un tanque de 94.7 mil galones de combustible ubicado a 250 m de distancia de las voladuras programadas, este trabajo también se puede aplicar a tanques o contenedores con diversos tipos de contenido en su interior. Según la norma DIN 4150, la velocidad pico partícula (PPV) máxima debe estar en el rango de 40mm/s a 50 mm/s para una frecuencia de 50 Hz. Para lograr esto se evaluó 2 diseños de malla en el nivel 3475 y se midió las vibraciones a 50 m, 150 m y 250 m. La malla 704 fue diseñada de acuerdo a lo acostumbrado para este sector, sin embargo, las vibraciones superaron el rango permitido. Se rediseño los parámetros en el proyecto 705, determinando las constantes Kv que es la constante del macizo rocoso influenciada por el explosivo y Br que es la constante de atenuación de vibración influenciado por la roca en el modelo de Devine, con el fin de calcular la carga operante por taladro (Q), con el modelo de Kuz Ram se determinó los parámetros de perforación de taladros de producción y buffer, con la teoría de Cunnigham se calcularon los tiempos de los tiempos de la secuencia de salida. Los parámetros principales para taladros de 16 metros de profundidad fueron: B = 6m, E=7m, cargas con taco intermedio de 422 kg y 420 kg para los taladros de producción y 250 kg con taco de aire en las tres líneas buffer, los tiempos usados fueron de 29 ms entre taladros y 100 ms entre filas. Con este diseño se obtuvo una velocidad pico partícula (PPV) de 44 mm/s a 205 metros del disparo, logrando el objetivo de vibración no dañina en la estructura a cuidar. Podemos concluir que para el diseño de las voladuras de control debe elaborar el modelo vibracional de campo lejano ( 𝑃𝑃𝑉 = 𝐾𝑣 ( 𝑅 √𝑄 ) −𝐵𝑟 ) del macizo rocoso involucrado, esto asegura que los parámetros diseñados, Burden, espaciamiento y carga operante por taladro (B,E,Q) sean muy precisos logrando las PVV requerido.
Determinación de la cantidad de energía transferida durante la detonación de un explosivo para cumplir los parámetros de diseño en los taludes finales del Tajo
(Universidad Católica de Santa María, 2022-04-25) Tong Ladrón De Guevara, Karla Marieli
En los métodos de explotación superficial el diseño de los taludes tiene dos objetivos: El primero es lograr una estabilidad a largo plazo, entendiendo este plazo al total del tiempo requerido para la explotación del yacimiento, esto brinda seguridad a las operaciones unitarias diarias, el segundo objetivo es extraer el máximo de las reservas de la envolvente económica establecida en el planeamiento a largo plazo manteniendo el ángulo de Pit establecido. Según Hustrulid W. & Kuchta “la construcción de las paredes finales del tajo tiene parámetros de diseño geométrico como: la línea media programada, ángulo del banco, ángulo del talud y ángulo inter-rampa” lograr estos parámetros se hacen volando las paredes finales del tajo, la voladura es con explosivos que transfieren energía en forma de vibraciones (medida en velocidad pico partícula PPV) y esta no debe dañar la geometría del banco. La forma correcta de establecer esta interdependencia energía-geometría es determinando la cantidad de velocidad pico partícula que mantengan la línea media, el ángulo de banco y el ángulo inter-rampa, las velocidades pico partículas pueden ser calculadas y simulados con software, sin embargo, por lo complejo de los dominios geo mecánicos no siempre se obtiene los parámetros definidos. En el presente estudio se evalúa la energía que debe ser transferida a dos sectores, Fase 5 y Fase 6B, y se analiza con láser los resultados reales de los bancos después de la voladura para establecer una conciliación geotécnica entre los parámetros de diseño y los obtenidos. La evaluación de los resultados se trabaja estadísticamente y nos muestra que la variación está dentro de los límites de tolerancia en los parámetros: Línea media de contorno (LMC), ángulo de talud de contorno (ATC°) y ángulo inter-rampa en contorno (IRAC°)
Elaboración de un modelo de redes neuronales recurrentes para la predicción de la alimentación a una chancadora primaria
(Universidad Católica de Santa María, 2022-12-06) Gallegos Cornejo, Yanirasut Del Carmen
La presente tesis tiene como objetivo obtener un modelo de redes neuronales recurrentes para la predicción de la alimentación de una chancadora primaria, utilizando redes del tipo LSTM desarrolladas con Tensorflow. Para esto se utilizaron datos históricos recolectados sobre la alimentación de una chancadora primaria durante el 2018 a finales del 2019, en dicha base de datos también se encuentran otras variables tales como: Leyes de cabeza de mineral, tipo de mineral, disponibilidad y utilización de la chancadora, de las palas y camiones, entre otras más. Los datos históricos fueron evaluados y analizados, para posteriormente con estos datos entrenar diferentes modelos para obtener un modelo más eficiente. Dentro de todos los modelos se utilizaron como métrica el Error cuadrático medio (RMSE), ya que, con esta métrica se conserva la naturaleza de la variable (toneladas). Como resultado se obtuvo un modelo que tuvo como RMSE 26844.85 TN, dicho modelo consta de una arquitectura de una capa densa de entrada de 32 neuronas, una capa de filtro Dropout del 25%, una capa LSTM de 64 neuronas, obteniéndose una mejora del 13% en comparación del modelo preliminar. Este modelo fue entrenado correctamente mediante la separación de datos de entrenamiento y validación, 80 y 20% respectivamente, esta separación permitió poder hacer la comparación de los datos predichos con datos reales, demostrándose que la aplicación de estas nuevas tecnologías tiene un potencial uso dentro del campo de la minería, ya que se pudo llegar a reducir el error de predicción del plan de producción en el planeamiento minado en un 56.0% para el 2018 y 55.7% para el 2019, y por ende la cantidad de remanejo de mineral.
Evaluación y selección de tecnologías de los sistemas inteligentes de transporte (ITS) de Perú para mejorar la seguridad del transporte de concentrado de cobre, eliminando o mitigando causas de accidentes, en la carretera Arequipa-Matarani periodo 2018-2019
(Universidad Católica de Santa María, 2020-10-08) Torres Escalante, Mauricio Sebastian
Los grandes proyectos cupríferos ubicados en las regiones de Arequipa, Abancay y Cusco contratan los servicios de empresas transportistas para llevar el concentrado de cobre hacia el puerto de Matarani. Los vehículos de carga utilizados sufren periódicamente accidentes de tránsito con consecuencias como pérdidas humanas, pérdidas económicas e interrupción en el servicio de transporte. El objetivo principal de la presente investigación es la evaluación y selección de tecnologías de los sistemas inteligentes de transporte (ITS) de Perú para mejorar la seguridad del transporte de concentrado de cobre, eliminando o mitigando causas de accidentes, en la carretera Arequipa-Matarani. Con este fin la pregunta de investigación es: ¿Cómo la aplicación de las tecnologías existentes de los sistemas ITS de Perú puede eliminar o mitigar las causas de accidentes en el transporte de concentrado de cobre? La pregunta de investigación se responde a través de la metodología propuesta en el capítulo 3. En la cual se utilizan las tecnologías ITS para mitigar las causas principales de los accidentes que les puedan ocurrir a los vehículos utilizados por las empresas de transporte. Los resultados obtenidos al aplicar la metodología en la empresa caso de estudio, muestran que las tecnologías sistema CCTV y sensores a bordo mitigan las causas de mayor recurrencia, las cuales son: imprudencia del conductor y falla mecánica. Esto fue comprobado estadísticamente mediante el método chi-cuadrado. Teniendo esto en cuenta, se recomienda que las empresas dedicadas al transporte de concentrado de cobre implementen las tecnologías de los sistemas ITS que eliminen las causas principales de los accidentes para mejorar el servicio ofrecido y la seguridad de sus colaboradores.
Implementación de herramienta digital y taller de afilado para la optmización de brocas y sistema de perforación en la unidad minera Orcopampa 2022
(Universidad Católica de Santa María, 2023-08-23) Rivera Escobedo, Marianne Caroline
La presente investigación pretende cumplir con el objetivo: “Determinar la optimización del consumo de brocas y sistema de perforación, mediante la implementación de taller de afilado y herramienta digital en la Unidad Minera Orcopampa”. La optimización se midió a través de los indicadores costo y rendimiento. Los resultados demuestran que, la implementación del taller de afilado y herramienta digital disminuye el impacto sobre el costo del sistema de perforación total de la unidad minera Orcopampa, pasando de una pendiente de variación de 82 a 48 dólares por cada vez que se disminuya la cantidad de aceros y brocas utilizadas. Por otro lado, se observó un incremento de la pendiente del rendimiento de 55 metros perforados, cada vez que se disminuya la cantidad de aceros y brocas utilizadas. En cuanto a la hipótesis de la presente investigación, “Si se implementa la herramienta digital y taller de afilado, se podrá optimizar el consumo de brocas y sistema de perforación en la Unidad Minera Orcopampa”; se ha demostrado con la aplicación del modelo de regresión estadísticamente significativos que, dicha implementación, ha optimizado tanto el costo como el rendimiento del sistema de perforación total de la unidad minera Orcopampa.
Implementación de un sistema de mitigación de material particulado en el proceso de chancado de la unidad minera Petranova S.A.C. Arequipa, 2022
(Universidad Católica de Santa María, 2023-10-25) Dueñas Palo, Olger Giancarlo
La investigación tiene como objetivo principal la reducción de los impactos ambientales en la unidad minera “PETRANOVA S.A.C.” por medio de la implementación de un sistema de mitigación de material particulado. La metodología que se utilizó para el estudio fue realizar un análisis y un mapeo que permitió definir a la etapa de chancado como la actividad de mayor generación de material particulado en la unidad minera. Posteriormente se realizó un estudio de línea base ambiental, mediante un monitoreo ambiental de calidad de aire, y de parámetros meteorológicos, con el fin de cuantificar la presencia y/o generación de material particulado y la influencia del clima, como resultado se obtuvo que las concentraciones de material particulado, tanto de PM10, como de PM2.5 registradas por la estación de monitoreo CA-01-BARLOVENTO fueron 53.9 μg/m³ y de 9.1 μg/m³ respectivamente; y para la estación de monitoreo CA-02-SOTAVENTO fueron de 58.7 μg/m³ y 11.1 μg/m³. Así mismo se realizó la evaluación de diferentes sistemas de mitigación de material particulado presentes en el mercado y se definió al sistema de niebla seca como el idóneo para la unidad minera por factores económicos y logísticos. Posteriormente, se implementó el sistema de Niebla Seca en el proceso de chancado de la unidad minera y se realizó un segundo monitoreo ambiental que nos permitió evaluar la eficacia del sistema de mitigación de material particulado, donde se obtuvieron los siguientes resultados de concentración de material particulado, tanto de PM10 como de PM2.5, para la estación de monitoreo CA-01-BARLOVENTO, 21.5 μg/m³ y 4.2 μg/m³ respectivamente y en la estación de monitoreo CA- 02-SOTAVENTO, 25.3 μg/m³ y 4.7 μg/m³ respectivamente; representando así una reducción de generación de material particulado; la importancia del estudio radica que implementar una metodología para que diversas empresas puedan aplicar sistemas de mitigación para diferentes tipo de contaminantes y contribuir a la política ambiental del país.
Implementación del método Colpa en la prevención de accidentes laborales para mejorar la productividad en el área de operaciones mina de la unidad minera de Santa Bárbara de Trujillo 2022
(Universidad Católica de Santa María, 2023-09-11) Saraza Ruelas, Vladimir Elvis
El método COLPA es una estrategia metodológica, cuyo principio fundamental es mejorar la calidad de vida de los trabajadores, contribuye a la seguridad laboral, crea nuevos hábitos en el personal en cuanto a realizar las actividades laborales en orden y limpieza, además, contribuye a mejorar las operaciones de una minera Se fundamenta en cinco fases interrelacionadas: Clasificación, orden, limpieza, prevención y autodisciplina. Esta investigación se planteó con el propósito de implementar la metodología COLPA, en la minera Santa Bárbara de Trujillo, para prevención de los accidentes y mejorar su productividad, desde la identificación de los accidentes que se presentan en el área operativa. Se ejecutó la implementación, se determinó el índice de accidentes laborales y se analizaron las estadísticas de seguridad de la unidad minera, se determinó el índice de productividad. La investigación fue aplicada y el diseño descriptivo – evaluativo; se evaluó previamente las fases del método COLPA en la minera, mediante una encuesta; se capacitó al personal sobre la metodología, se ejecutó el plan de acción desarrollado para la implementación, aplicando auditorías para evaluar cada fases del método. Lo que permitió comprobar los beneficios obtenidos al implementar el método, alcanzo 78% de aplicación en el área operativa de la minera, ubicándose en la calificación de “muy bueno”; de forma conjunta fue solicitado a la gerencia las estadísticas de siniestralidad y de productividad del año en curso. El cálculo del el índice de siniestralidad (IA), de enero a marzo del 2023, fue de 8,440, lo que demostró que con la implementación del método, disminuyó la tasa de siniestralidad en 4,284, con respecto al mismo lapso del año 2022. Los resultados obtenidos demostraron que la implementación del método COLPA en la unidad minera Santa Bárbara de Trujillo, incrementó la seguridad del personal y mejoró la productividad en un 0,81%.
Integración de los costos de remediación medio ambiental en el modelo matemático de valorización de bloques para una planificación integral en minería
(Universidad Católica de Santa María, 2020-01-02) Morales Luque, Paul Alfonso
El presente proyecto de investigación tiene la finalidad de integrar los costos de remediación medioambiental en el modelo matemático de valorización de bloques, a raíz de la necesidad de las empresas Mineras de mejorar la gestión en el impacto ambiental generado por las operaciones extractivas, así también, generar un estado de mayor confianza entre las partes involucradas, la población, el estado y el gobierno, adicionalmente se busca optimizar las labores del área de planificación minera integrando a sus variables de estudio el valor económico incurrido en las trabajos de remediación de los impactos mineros. Mediante el desarrollo de un algoritmo matemático se integrarán los costos de remediación medioambiental a la fórmula utilizada para valorar el modelo de bloques de un yacimiento minero. El algoritmo utilizado en la actualidad para valorar el yacimiento minero nos permite identificar la utilidad que puede generar cada porción del yacimiento y a partir de ahí se consideran ciertos costos relacionados a la extracción del mismo, sin embargo, existe una deficiencia que se ha hecho de mayor relevancia con el paso de los años, pues las legislaciones de cuidado medioambiental y la demanda social cada vez exige un mayor cuidado al medio ambiente y para la empresa minera esto se traduce en costos asociados a la remediación ambiental que se han incrementado al punto de generar un impacto económico bastante considerable. Para calcular el valor de un bloque se consideran variables como el precio del mineral de interés, la Ley o porcentaje de mineral, el tonelaje y el porcentaje de recuperación, mediante estas variables se logra obtener la utilidad neta de un bloque, sin embargo para determinar el costo de su extracción solo se descuenta a esta utilidad los costos de Minado, relacionados a labores de Perforación, voladura, carguío, acarreo, entre otros y los costos de planta, relacionados a los procesos en planta como su nombre bien lo indica, si bien los costos de minado y planta son representativos y necesarios para la extracción del bloque, así también, son los costos asociados a la remediación de los impactos ambientales generados por los procesos mineros, al ser de carácter obligatorio por legislación y supervisada por autoridades medioambientales como también ser una exigencia social. Al poner a prueba el modelo matemático propuesto frente al modelo utilizado de manera convencional para valorar un yacimiento, se ha realizado una base de datos sobre los principales procesos mineros, los impactos ambientales que generan cada uno de estos, las medidas de remediación pertinentes y los costos asociados a estas medidas, que serán el recurso el cual se busca integrar en el modelo de valorización actual. Finalmente se ha desarrollado un método de valorización de bloques que brinda un valor del yacimiento más cercano al real, reduciendo de esa manera los riesgos y errores que pueden generarse frente al análisis de diversos escenarios en el proceso de planificación, “Si se esperaba que determinado bloque brinde cierta rentabilidad, puede que en realidad brinde otra diferente a la esperada en un inicio”. Palabras clave: Minería, Planificación, Modelo de Bloques, Valorización.
Mejora en los procesos operativos de perforación, voladura y sostenimiento mediante la aplicación de modelos matemáticos - Unidad Minera Alpacay
(Universidad Católica de Santa María, 2022-09-16) Colque Castelo, Jackeline Andrea
En el presente trabajo de investigación titulado “Propuesta Para El Mejoramiento De Perforación, Voladura Y Sostenimiento Utilizando Modelos Matemáticos: Caso contrata de unidad Minera Alpacay”. Tiene como objetivo proponer la mejora de las actividades unitarias críticas tales como perforación, voladura y sostenimiento en las contratas que desarrollan la extracción de mineral y establecer los avances de cada mes, el cual es liquidado en función a la productividad alcanzada. Mediante hojas de cálculo propondremos mejoras las cuales se encuentran basadas en la evaluación de las operaciones unitarias, tomando datos in situ por el periodo de 1 mes, para lo cual se realizó el diseño de una malla de perforación y un cambio en la selección de explosivos, así como también el diseño de carga y la evaluación del macizo rocoso para determinar un sostenimiento óptimo y a menor costo, logrando así la reducción de costos en las actividades unitarias. El desarrollo de esta investigación inicialmente nos muestra las condiciones actuales en las cuales realizan el avance de la labor, viendo así las actividades de perforación, voladura y sostenimiento que actualmente es una problemática para la contrata ya que tiene gran número de taladros y una deficiente distribución de carga, generando mayor costo y tiempo de avance. Al dar a conocer la propuesta de esta investigación, buscamos generar mayor avance a menor costo y así como también optimizar el sostenimiento brindando mayor seguridad a menor costo.
Metodología para determinar mecanismos de fracturamiento y la estabilidad de un talud mediante un modelamiento geotécnico - Caso de estudio: cantera "El Porvenir" en el distrito de Yura de la ciudad de Arequipa -2022
(Universidad Católica de Santa María, 2022-11-23) Zapata Salas, Estuardo Jhonathan
La metodología que se propone a continuación se origina tomando como caso de estudio la cantera “El Porvenir” del distrito Yura en Arequipa, con el propósito de resolver la problemática acerca de la estabilidad de los taludes, se formula de la siguiente manera: ¿Cómo se realiza una correcta evaluación geotécnica para el análisis de la estabilidad del talud? Para efectuar la investigación en la cantera y dar solución al problema planteado sobre la estabilidad del talud, se han seguido métodos tradicionalmente establecidos, los cuales se desarrollan y realizan en minería a tajo abierto, en minerales metálicos y en obras civiles. Es así que, el presente estudio se fundamenta en la aplicación práctica de conceptos técnicos para la estabilidad de taludes, los cuales son: revisión de informes preliminares, caracterización geológica (litología), caracterización geotécnica del macizo rocoso, y por último se hace el análisis para la estabilidad del talud por medio del método cinemático y equilibrio límite para así para determinar los mecanismos de fracturamiento y la estabilidad en el talud mediante el sustento técnico. Desde un punto de vista económico, con esta propuesta metodológica se espera realizar primero una correcta caracterización del macizo rocoso a un bajo costo, para así iniciar con el análisis de datos por el método cinemático. Al iniciarse con el análisis de datos se podrá apreciar cómo se puede activar una falla o rotura dentro del macizo rocoso debido a las concentraciones de esfuerzos. En simultáneo se realizará el análisis de datos por el método de equilibrio límite con el cual se obtendrá el factor de seguridad (F.S.) del macizo rocoso y se verificará que cumpla la normativa peruana de estabilidad de taludes, caso contrario, se realizará un nuevo modelamiento hasta cumplir la normativa peruana. Con esta propuesta se buscará no solo cumplir con la normativa peruana para el Factor de Seguridad “F.S.”, sino que también se complementarán ambos métodos para certificar la seguridad del talud, usando los nuevos datos obtenidos por el método de equilibrio límite para reemplazarlos en el método cinemático. Y finalmente comprobar que se pueda controlar o mitigar la activación o presencia de fallas en el talud a investigar.
Modelamiento de vibraciones por campo cercano para mitigar los impactos en el talud mediante el método de Cross Hole
(Universidad Católica de Santa María, 2021-12-07) Luque Muñoz, Jesús Edwin
El presente proyecto de investigación tiene como finalidad consolidar el principal objetivo de las voladuras en una mina de pórfido de cobre, la cual es producir la menor vibración respecto a zonas de cuidado, generando estándares presentes a partir de la aplicación de técnicas desarrolladas con el objetivo de minimizar el posible daño post voladura hacia las paredes de los taludes. Para el desarrollo de los estudios en campo cercano en una mina de pórfido de cobre, se definió las Andesita intrusiva sílica, como sector de medición en una malla en la fase 6B2 (nos referimos a una fase que se encuentra en el fondo de la mina), a través de una medición de Cross Hole para determinar la Velocidad de Onda P (VP) y definir el criterio de daño mediante la velocidad de partícula peak (PPV) por un modelo de campo cercano (4 taladros de producción isolados) a través del modelo predictivo de Holmberg and Persson (H&P) y así podemos determinar un tiempo entre filas y cambiar el diseño de carga. Finalmente obtuvimos los tiempos recomendados entre taladros y filas, a partir de secuencias de salida en confinado iniciando en la zona del talud y desarrollándose el tren de ondas hacia la cara libre.

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