Ingeniería de Minas

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Acceso Abierto
Evaluación de la transición tecnológica de la perforación convencional a la perforación autónoma en una mina superficial en el sur del Perú, Arequipa 2024
(Universidad Católica de Santa María, 2026-07-03) Sirlupu Zarate, Cristhian Alexander
El presente trabajo de investigación evaluó comparativamente la transición tecnológica de la perforación convencional a la perforación autónoma en una mina superficial del sur del Perú. Mediante un diseño explicativo-comparativo, para tal efecto se analizaron cuatro perforadoras (dos convencionales modelos Epiroc DM45 y dos autónomas modelo Epiroc Pit Viper 351 con sistemas RCS y Mobius for Drills) bajo condiciones operativas equivalentes durante el año 2024. Para un correcto análisis se evaluaron indicadores clave de desempeño (KPIs) considerando cuatro dimensiones: técnicos (precisión y calidad de los taladros), operativos (disponibilidad, tiempo de ciclo y penetración), económicos (costo por metro perforado y por hora de operación) y de seguridad laboral (horas-hombre expuestas e incidentes). Los resultados, presentados en las Tablas 9, 12, 15 y 20, demostraron que la perforación autónoma superó significativamente al sistema convencional en todos los indicadores analizados registrando incluso reducciones de hasta 61% en las desviaciones de los taladros, y un incremento de 6,4 puntos porcentuales en disponibilidad operativa, una reducción del 5,7 % en el costo por metro perforado y una reducción del 63,9 % en las horas-hombre expuestas, con eliminación total de incidentes reportados. Por lo tanto, se concluye que la perforación autónoma constituye una alternativa tecnológica viable, eficiente y segura para las operaciones mineras superficiales del sur del Perú, contribuyendo significativamente con la mejora de la productividad, la reducción de costos y la protección de la integridad del personal.
Acceso Abierto
Mejoras en la voladura de rocas para optimizar la sobreexcavación y aumentar la productividad en unidad minera Magistral
(Universidad Católica de Santa María, 2026-06-09) Taya Apaza, Raul Stefano
La presente investigación tuvo como objetivo evaluar la influencia de las mejoras en la voladura de rocas para optimizar la sobreexcavación y aumentar la productividad en la Galería +30 del Nivel 3 de la Unidad Minera Magistral durante el año 2025. El estudio se desarrolló bajo un enfoque cuantitativo, comparando dos periodos: el segundo trimestre sin mejora y el tercer trimestre con la implementación de una malla optimizada de perforación y voladura, basada en los modelos de Holmberg-Persson para el diseño de contorno y Kuz-Ram para la estimación de la fragmentación, validada mediante el software Split Desktop. Los resultados evidenciaron mejoras significativas en los indicadores operativos. La producción (TPD) se incrementó de 194.65 a 231.20 TPD, representando un aumento del 18.77 %, mientras que el avance por disparo pasó de 1.30 a 1.61 m/disparo, equivalente a una mejora del 24 %. Asimismo, la fragmentación (P80) se redujo de 9.76 a 7.97 pulgadas, logrando una mejora del 18.38 %, y el porcentaje de sobreexcavación disminuyó de 29.01 % a 16.07 %, representando una reducción del 44.60 %. Estos resultados demostraron que la optimización del diseño de voladura permitió mejorar la eficiencia del proceso de minado y el control del contorno de la excavación. En conclusión, la implementación de la malla optimizada de perforación y voladura influyó positivamente en la productividad, la calidad de fragmentación y la reducción de la sobreexcavación, validando el cumplimiento de los objetivos planteados y demostrando la efectividad de la aplicación de herramientas técnicas en la optimización de procesos en minería subterránea.
Acceso Abierto
Evaluación del impacto de la implementación de un sistema de seguridad y salud en el trabajo sobre la incidencia de accidentes laborales en la Sociedad Minera Virgen de Lourdes Milagrosa, región Arequipa, 2024
(Universidad Católica de Santa María, 2026-06-19) Saldivar Guerreros, Jeancarlo Bryan
El objetivo de esta investigación es evaluar el impacto de la implementación de un Sistema de Seguridad en el Trabajo (SST) en la incidencia de accidentes laborales en la Sociedad Minera Virgen de Lourdes Milagrosa, ubicada en la Región Arequipa, en el contexto de la minería artesanal. Se formuló la hipótesis de que la implementación de un SST y la mejora en las condiciones de seguridad y salud ocupacional disminuirían significativamente los accidentes laborales. El estudio se desarrolló bajo un enfoque cuantitativo, con un diseño cuasi experimental de tipo pretest - postest, utilizando encuestas tipo Likert aplicadas a 19 trabajadores antes y después de la implementación del sistema. Se aplicaron pruebas estadísticas como la t de muestras relacionadas y análisis de correlación. Los resultados evidenciaron una reducción de accidentes graves del 33.3% al 6.7%, e incremento de accidentes leves hasta el 80%, lo que indica una disminución en la gravedad de los incidentes. De los 15 ítems evaluados, 11 presentaron mejoras significativas (p < 0.05) en percepción de seguridad. Destaca la capacitación en seguridad, con una correlación positiva significativa (r = 0.571, p = 0.01). Asimismo, se identificó una correlación negativa entre el nivel artesanal de la minería y prácticas de seguridad (r = -0.524, p = 0.012), confirmando que el nivel artesanal de la minería incrementa el riesgo de accidentes. Tras la implementación del Sistema de Seguridad en el Trabajo (SST), los puntajes promedio de los indicadores de seguridad aumentaron de 2.5–2.9 a 4.2–4.7. Factores como la ausencia de EPP y señalización mostraron una relación directa con la frecuencia de accidentes (r > 0.45, p < 0.05). Finalmente, el 93% del personal percibió una mejora general en las condiciones de seguridad.
Acceso Abierto
Optimización de costos y desempeño de neumáticos en camiones mineros mediante un modelo predictivo en una mina superficial en el año 2024
(Universidad Católica de Santa María, 2026-06-19) Carigga Bellido, Jose Emanuel
La presente investigación tiene como objetivo desarrollar un modelo predictivo para estimar el desgaste de neumáticos en camiones mineros, con el fin de optimizar los costos operativos asociados a su reemplazo. Se recopilaron más de 600 registros diarios que incluyen variables como presión de inflado, temperatura de operación, velocidad promedio, horas trabajadas y modelo de neumático. Mediante análisis exploratorio de datos, estadísticos descriptivos y regresión lineal múltiple, se identificaron correlaciones significativas entre las variables operativas y el desgaste mensual. El modelo predictivo alcanzó un coeficiente de determinación (R²) de 0.78 y un error cuadrático medio (RMSE) de 0.19 mm, lo que demuestra su capacidad para estimar con precisión el comportamiento del desgaste. Además, se simuló un escenario de optimización que proyecta un ahorro económico anual de USD 42,600. Los resultados permiten tomar decisiones informadas en la gestión de neumáticos, contribuyendo a la eficiencia operativa en contextos mineros.
Acceso Abierto
Propuesta de desarrollo de un inclinado para el acceso y extracción de mineral de la veta Natividad en el nivel 3150 de la unidad minera Barreno
(Universidad Católica de Santa María, 2026-06-17) Segura Muchaypiña, Carlos Alfonso
El presente trabajo de investigación tiene como objetivo principal diseñar un sistema de extracción mediante un pique inclinado para acceder a la veta Natividad en el nivel 3150 para la extracción de la veta en la Unidad Minera Barreno. Metodológicamente, el estudio corresponde a una investigación de tipo aplicada y tecnológica, con un nivel descriptivo y explicativo, enfocado en solucionar la problemática operativa y económica de profundización que enfrentan las minas convencionales con recursos de inversión limitados. Para dar solución a este problema, se planteó el diseño técnico de una labor minera con una sección terminada de 2.4 m de ancho por 2.1 m de alto, desarrollada perpendicularmente a una gradiente negativa de 30° respecto a la horizontal. De acuerdo con los cálculos ingenieriles y resultados, se determinó que el sistema de izaje óptimo para alcanzar la meta de producción en la operación en el llenado de trenes de tres carros mineros tipo U-35, transportando una capacidad útil de 4.80 tm de mineral por viaje. Para movilizar la masa total del sistema, la cual fue calculada en 7.897 tm, es indispensable la instalación de un cable de acero tipo Flattened-Triangular Strand de 24 mm de diámetro. Este sistema debe ser accionado por un winche eléctrico Worthilla Saffer de 60 HP con un tambor dimensionado a 1152 mm, garantizando un tiempo de ciclo de 117 segundos por viaje. Asimismo, la excavación se sustenta en el diseño de una malla de perforación de 42 taladros basada en el método matemático de Roger Holmberg.
Acceso Abierto
Vigilancia inteligente y respuesta ágil mediante drones en la seguridad minera superficial
(Universidad Católica de Santa María, 2026-04-10) Llerena Caneo, Raul Caleb
La presente investigación tiene como objetivo proponer un sistema de vigilancia inteligente basado en el uso de drones para mejorar la seguridad en operaciones de minería superficial. La problemática abordada se centra en las limitaciones de los métodos tradicionales de supervisión, los cuales presentan restricciones en cobertura, tiempo de respuesta y exposición del personal a zonas de alto riesgo. La metodología empleada corresponde a un enfoque aplicado, en el cual se diseñó un sistema estructurado en componentes de adquisición de datos, procesamiento de información y toma de decisiones, complementado con un protocolo de operación que permite estandarizar su uso en el entorno minero. Asimismo, se desarrolló un análisis de viabilidad técnica, económica y operativa, incluyendo la estimación de la inversión inicial (CAPEX) y los costos operativos (OPEX), con el fin de evaluar la sostenibilidad del sistema. Para validar la propuesta, se realizó una simulación en un entorno representativo de minería superficial, considerando zonas críticas como taludes, áreas de voladura y rutas de tránsito de maquinaria pesada. Los resultados evidenciaron una mejora en la cobertura de monitoreo, una reducción significativa en el tiempo de supervisión, un incremento en la frecuencia de inspección y una disminución en la exposición del personal a condiciones de riesgo. Se concluye que la implementación del sistema de vigilancia con drones es técnica y económicamente viable, y contribuye de manera significativa a la optimización de la seguridad minera, constituyendo una alternativa eficiente frente a los métodos tradicionales de supervisión.
Acceso Abierto
Reducción de costos de perforación a través del cambio de broca DHD340 por TD40 en perforaciones con martillo de fondo precorte en una mina superficial
(Universidad Católica de Santa María, 2026-06-04) Quiñones Machacca, Victor
La investigación actual busca alcanzar el objetivo, “Reducir los costos de perforación a través del cambio de broca modelo DHD340 al modelo TD40 en perforaciones con martillo de fondo precorte en una mina superficial”. Esta investigación es aplicada y tiene un diseño cuasi experimental; su nivel es comparativo y descriptivo tecnológico. Los instrumentos utilizados son la base de datos del seguimiento de metros perforados y cambio de brocas para perforaciones DTH. Los resultados demuestran que, el cambio al modelo TD40, si reduce los costos de perforación significativamente, mostrando un p(valor) menor al 5%. El PDC promedio del martillo de fondo precorte con el modelo DHD340 fue de 1.20 de enero a setiembre del 2023; mientras que con la implementación del modelo TD40, el PDC promedio fue de 0.53 de octubre del 2023 a diciembre del 2024. Por último, el PDC promedio de la broca, con el modelo DHD340 fue de 2.49 enero a setiembre del 2023; mientras que con la implementación del modelo TD40, el PDC promedio fue de 1.17 de octubre del 2023 a diciembre del 2024.
Acceso Abierto
Aplicación de la metodología Lean Six Sigma para la optimización del proceso de acarreo en operaciones de minería a tajo abierto en el sur del Perú
(Universidad Católica de Santa María, 2026-05-22) Ayala Pineda, Aarón
La presente investigación desarrolla la aplicación de la metodología Lean Six Sigma en el proceso de acarreo de material en una operación minera a tajo abierto ubicada en el sur del Perú, con el propósito de incrementar la eficiencia operativa y consolidar prácticas de mejora continua. Para tal fin, se implementó el ciclo DMAIC (Definir, Medir, Analizar, Mejorar y Controlar), el cual permitió estructurar un análisis riguroso y orientar las acciones correctivas de manera sistemática. Durante la fase de diagnóstico se identificaron diversos factores que afectaban directamente el desempeño de la operación, tales como la presencia de tiempos improductivos recurrentes, deficiencias en la coordinación entre áreas operativas, ausencia de indicadores de gestión estandarizados y fallas vinculadas al mantenimiento preventivo y correctivo de la flota de acarreo. Estos aspectos fueron determinados como causas raíz que limitaban la productividad y generaban sobre costos en la operación minera. La implementación de estas acciones requirió una inversión total de USD 122,450, que consideró tanto los costos estratégicos (capacitación, adquisición tecnológica y supervisión técnica), como los costos operativos (mano de obra, mantenimiento y suministros asociados). Como resultado, se proyectó un ahorro anual de USD 240,300, lo que representa una relación costo-beneficio de 1.96, demostrando la viabilidad técnica y económica del proyecto. Los resultados alcanzados evidenciaron mejoras notables en indicadores críticos de gestión, tales como la reducción del tiempo de ciclo, el incremento de la disponibilidad y confiabilidad de los equipos de acarreo, la optimización en el consumo de combustible y la disminución del trabajo derivado de fallas operativas. Asimismo, la metodología contribuyó a consolidar una cultura de mejora continua dentro de la organización, generando impactos positivos tanto en la productividad como en la sostenibilidad económica. En conclusión, la aplicación de Lean Six Sigma en operaciones mineras a tajo abierto constituye una herramienta eficaz para la optimización de procesos, la gestión eficiente de recursos y la creación de valor económico sostenible.
Acceso Abierto
Reducción de vibraciones en los taludes aplicando la técnica de onda elemental en una mina superficial del sur del Perú, 2024
(Universidad Católica de Santa María, 2026-05-25) Cano Guitton, Alejandro
La presente investigación tuvo como objetivo reducir las vibraciones en los taludes mediante la aplicación de la técnica de onda elemental en la Fase 02 Norte de una mina superficial del sur del Perú. El problema de estudio surge porque, durante el proceso de perforación y voladura, se generan vibraciones elevadas en una zona con alta incidencia de fallas geológicas, situación que puede comprometer la estabilidad de los taludes, generar alertas geotécnicas e incrementar el riesgo de caída de rocas. En ese contexto, se planteó como hipótesis que la aplicación de la técnica de onda elemental permitiría disminuir las vibraciones inducidas por la voladura y mejorar las condiciones de seguridad y control geotécnico de la operación. La investigación se desarrolló con un enfoque aplicado y un análisis comparativo antes y después de la implementación de la técnica. Para ello, se emplearon registros de vibraciones obtenidos mediante sismógrafo y geófono triaxial, considerando como indicadores principales la velocidad pico partícula (PPV) y la frecuencia en los ejes transversal, vertical y longitudinal. Como línea base, se analizaron nueve voladuras ejecutadas entre julio y diciembre de 2024 en la Fase 02 Norte, cuyos resultados mostraron valores de PPV suma entre 100.5 y 327.2 mm/s, evidenciando un escenario de vibraciones elevadas. Posteriormente, se desarrolló la técnica de onda elemental a partir de la detonación aislada de un taladro al inicio de la secuencia, la identificación y recorte de la señal sísmica mediante el software Blastware 10, y la simulación de distintos tiempos de retardo entre taladros para determinar la combinación más favorable en términos de menor vibración y mayor frecuencia. Los resultados del modelamiento permitieron identificar que los tiempos de 19, 20 y 21 ms presentaban condiciones adecuadas de desempeño, seleccionándose finalmente 19 ms como el tiempo óptimo entre taladros para las voladuras de la Fase 02 Norte. Con la aplicación de este criterio en el diseño de secuencias posteriores, se evaluaron doce voladuras entre enero y junio de 2025, obteniéndose valores de PPV suma entre 29.4 y 79.5 mm/s. Comparativamente, el promedio de PPV suma se redujo de 173.2 mm/s en la línea base a 60.86 mm/s luego de la implementación, lo que equivale a una disminución aproximada de 64.9 %, superando ampliamente la reducción esperada del 10 %. Se concluye que la técnica de onda elemental constituye una alternativa eficaz para optimizar los tiempos de retardo, incrementar la frecuencia de vibración y reducir significativamente el impacto de las voladuras sobre los taludes. En consecuencia, su aplicación contribuye a mejorar la estabilidad geotécnica, disminuir el potencial de daño en las paredes del tajo y fortalecer la seguridad operativa en minería superficial.
Acceso Abierto
Evaluación comparativa del desempeño de las emulsiones gasificables Vertex y Emulgex en la fragmentación de roca en minería de cobre a cielo abierto
(Universidad Católica de Santa María, 2026-05-22) Aquino Leon, Piero Martin
La fragmentación de roca en operaciones a cielo abierto es un factor decisivo en la eficiencia del ciclo minero, ya que condiciona la continuidad del carguío, transporte y chancado. Una voladura ineficiente genera roca con sobre tamaños (boulders), incrementa los tiempos de carguío, incrementa los costos de conminución y afecta negativamente la productividad global. En este contexto, la investigación tuvo como objetivo evaluar comparativamente el desempeño de las emulsiones gasificables Vertex y Emulgex en la fragmentación de roca. El estudio se desarrolló como investigación aplicada, de nivel descriptivo–comparativo y diseño cuasiexperimental. Se ejecutaron voladuras controladas en bancos seleccionados, manteniendo constantes los parámetros de diseño, variando únicamente el tipo de emulsión. La caracterización granulométrica se realizó mediante análisis digital de imágenes con Metrics Manager Pro, complementado con validación de campo, evaluando indicadores como P80, curva granulométrica acumulada, porcentaje de finos y porcentaje de boulders. Asimismo, se efectuó un análisis comparativo del impacto operativo en el chancado y una estimación de los costos asociados. Los resultados demostraron que el explosivo Vertex presenta un P80 menor y una curva granulométrica más uniforme que Emulgex, con reducción significativa en la generación de boulders, lo cual mejora la eficiencia de carguío y conminución. Desde el punto de vista económico, aunque el Vertex posee un costo superior, la eficiencia obtenida con Vertex se traduce en ahorros indirectos relevantes en la operación. En conclusión, el empleo de emulsión gasificable Vertex constituye una alternativa técnica más favorable para optimizar la fragmentación en la mina, generando beneficios tanto operativos como económicos.
Acceso Abierto
Optimización del factor de carga en voladuras para reducir la fragmentación a 6.5 pulgadas y aumentar la productividad del carguío en un caso de estudio
(Universidad Católica de Santa María, 2026-04-30) Chiri Diaz, Enzo Javier
La presente investigación tuvo como objetivo evaluar el impacto de la optimización del factor de carga en las voladuras sobre la fragmentación del macizo rocoso y la productividad de los equipos de carguío en el caso de estudio, correspondiente a una operación a tajo abierto. Durante el primer semestre del año 2024 se registró una fragmentación promedio de 10 pulgadas, la cual fue optimizada a 6.5 pulgadas mediante ajustes técnicos en el diseño de voladura. Para ello, se aplicó el modelo empírico Kuz-Ram para estimar la granulometría esperada, y se utilizó el software Split Online para el monitoreo y validación de la fragmentación real. El análisis comparativo entre las 90 voladuras del primer periodo (sin mejora) y las 90 del segundo periodo (con mejora) permitió evidenciar un incremento del 10% en la productividad de los equipos de carguío, así como una reducción significativa del material sobredimensionado. Estos resultados confirman que una estrategia técnica adecuada en el diseño del factor de carga incide directamente en la eficiencia operativa, contribuyendo a una minería más productiva y sostenible.
Acceso Abierto
Análisis comparativo del desempeño de un explosivo energético (Vertex) frente a un explosivo estándar (Emulgex): evaluación del porcentaje de finos y su impacto en el throughput en operaciones mineras del sur del Perú, 2025
(Universidad Católica de Santa María, 2026-05-15) Salazar Chuctaya, Diego Saul
El presente estudio se centró en evaluar la viabilidad técnica y económica del uso de un explosivo energético (Vertex) frente a un explosivo estándar (Emulgex) en voladuras de producción minera. Para ello, se implementó un diseño de malla ampliada de 8.0 m × 8.0 m, comparado con la malla convencional de 6.5 m × 6.5 m, manteniendo parámetros de perforación y factor de potencia específicos según las características geomecánicas de la litología MP01 (SPI 71 y UCS 39 MPa). Se midieron indicadores operativos clave como el throughput en planta, porcentaje de finos (<1 pulgada), generación de gases NOx y vibraciones. Los resultados mostraron que el uso de Vertex permitió alcanzar un porcentaje de finos superior al 50 % y mantener un throughput estable alrededor de 2,050 t/h, sin superar los límites de seguridad ambiental ni operativa. Adicionalmente, la comparación económica evidenció reducciones significativas en costos de perforación (41 %), consumo de explosivo (10 %) y accesorios de voladura (34 %), generando un ahorro total de 0.061 USD/t (17 % de reducción). La fragmentación más fina y el desempeño constante del throughput confirmaron la eficacia del diseño de malla ampliada y del explosivo energético, lo que sugiere su implementación como estrategia para ptimizar la eficiencia del proceso y reducir costos operativos sin comprometer la seguridad.
Acceso Abierto
Optimización de la malla de perforación para mejorar la fragmentación y aumentar la productividad en una mina modelo superficial
(Universidad Católica de Santa María, 2026-05-07) Tejada Palma, Edson Manuel
La investigación evaluó el impacto de la optimización de la malla de perforación sobre la fragmentación del material volado y la productividad minera en una operación modelo superficial durante los primeros seis meses del año 2025. El estudio comparó dos escenarios operativos: el primer trimestre, en el cual se empleó un diseño de voladura convencional, y el segundo trimestre, donde se implementó una malla optimizada ajustada a las condiciones geomecánicas del macizo rocoso. La fragmentación se midió mediante el software Split Online, mientras que la estimación teórica se realizó utilizando el modelo Kuz–Ram, permitiendo analizar el comportamiento del material frente al incremento del factor de carga y la redistribución de energía explosiva. La evaluación de los indicadores operativos evidenció mejoras significativas tras la optimización. El tamaño característico P80 se redujo de 8.59” a 6.36”. (–25.94%), generando una granulometría más fina y uniforme. De forma complementaria, el tiempo promedio de carguío disminuyó de 2.56 a 2.31 minutos. (–9.68%), reflejando un flujo más eficiente durante los ciclos de operación. Como consecuencia directa, la productividad aumentó de 2,368.98 a 2,721.25 T/H. (+14.86%) y el costo unitario de producción se redujo de 0.68 a 0.61 USD/T. (–10.29%) Estos resultados demostraron que el rediseño de la malla de perforación generó beneficios técnicos, operativos y económicos, confirmando que un diseño de voladura correctamente ajustado contribuye a mejorar la eficiencia global del ciclo de minado.
Acceso Abierto
Aplicación del método gráfico de Mathews en la ampliación del Límite Máximo de Avance en el doble banco del tajo 4370-350 de la estructura Rosario, unidad minera San Rafael, 2025
(Universidad Católica de Santa María, 2026-05-07) Medina Mamani, Angel Antonio
La presente investigación tuvo como objetivo describir y sustentar técnicamente la viabilidad de ampliar el Límite Máximo de Avance (LMA) en el caserón de doble banqueo del Panel 4 del Tajo 4370-350, en la estructura Rosario de la Unidad Minera San Rafael. El problema se centra en la necesidad de una sustentación geomecánica rigurosa y reproducible que permita evaluar si el incremento del LMA mantiene condiciones de estabilidad aceptables, ante la limitada sistematización de este tipo de análisis en casos reales. El estudio corresponde a una investigación descriptiva de diseño no experimental, basada en la caracterización geomecánica, registros de campo e información institucional. Se calcularon el número de estabilidad modificado (N′) y el radio hidráulico (RH) para LMA de 15 m y 25 m, evaluándose la estabilidad mediante el método gráfico de Mathews-Potvin con la modificación de Nickson, complementado con análisis cinemáticos, modelamiento numérico y estimación de sobrerotura mediante ELOS. Los resultados muestran valores de N′ de 11.7 en la caja techo y 12.3 en la caja piso, mientras que el RH varía de 5.175 m a 7.0 m, evidenciando el cambio de condición desde un dominio estable hacia una zona de transición controlada. La sobrerotura promedio fue de 0.53 m, cercana al valor estimado de 0.59 m. En conjunto, estos resultados permiten sustentar que la ampliación del LMA hasta 25 m es técnicamente viable, a partir de una evaluación geomecánica integral que articula el método gráfico de estabilidad con verificaciones complementarias y aporta a su aplicación en condiciones reales.
Acceso Abierto
Optimización del rendimiento en la etapa de perforación DTH mediante la aplicación de indicadores de rendimiento (KPIS) para la reducción de costos operativos en la unidad minera de Apurímac durante los periodos 2023-2024
(Universidad Católica de Santa María, 2026-04-29) Arenas Manrique, Renato Rafael
El objetivo general de esta investigación es aplicar indicadores de rendimiento (KPIs) para reducir los costos operativos en la etapa de perforación DTH de la unidad minera de Apurímac durante 2023-2024. Adicionalmente, la metodología empleada es de tipo aplicada, cuantitativa, transversal y correlacional, con un diseño descriptivo que incluye recopilación de datos históricos y proyecciones experimentales; la muestra es intencional no probabilística, conformada por el área de perforación en coordenadas 14°5′56.48″ S, 72°19′11.21″ W, y los instrumentos utilizados abarcan hojas de registro operativo, bases de datos en Excel para análisis de los mismos. Así mismo, los resultados principales revelan mejoras en KPIs como el aumento de la utilización del 51.1% al 72.0%, la tasa de penetración (ROP) de 25.69 m/h a 31.13 m/h, y un incremento del 44.9% en metros perforados (de 480,417 m a 696,133 m), proyectando reducciones de costos del 12-15%. En conclusión, la aplicación de KPIs optimiza el proceso de perforación, confirma la hipótesis de reducción significativa de costos y fomenta una gestión proactiva para mayor eficiencia y rentabilidad en la unidad minera.
Acceso Abierto
Modelo de mejora para la optimización de tiempos de perforación diamantina a través del software Arena en una unidad minera al sur del Perú - 2024
(Universidad Católica de Santa María, 2026-04-16) Navarro Vargas, Brenon Marco
La perforación diamantina constituye una etapa fundamental dentro de los procesos de exploración minera, debido a que permite obtener testigos continuos del subsuelo que sirven para la caracterización geológica, estructural y geoquímica de los yacimientos. Sin embargo, en diversas operaciones mineras del sur del Perú se han identificado deficiencias operativas significativas que reducen la productividad y elevan los costos del proceso. Entre los problemas más críticos se encuentran el incumplimiento del avance programado establecido en 20 metros por máquina y por turno, la presencia de tiempos muertos excesivos y pérdidas económicas que ascienden a aproximadamente 5 000 dólares por ciclo, afectando la continuidad operativa y la planificación minera. Estas ineficiencias se relacionan con paradas no programadas, gestión inadecuada de herramientas, mantenimiento deficiente y diversas interrupciones clasificadas como stand by operativo, inoperativo o atribuible al cliente. Ante este escenario, la investigación plantea el desarrollo de un modelo de mejora basado en técnicas de ingeniería de métodos y en la simulación computacional mediante el software Arena. En una primera fase, se recopilaron 660 reportes operativos generados por 11 máquinas perforadoras durante un periodo de 30 días, registrando tiempos efectivos e improductivos, metros perforados y secuencia de actividades. Estos datos permitieron caracterizar el estado actual (AS IS) del proceso e identificar las causas principales de la pérdida de eficiencia, entre las cuales destacan el retiro de tuberías, fallas mecánicas, condiciones de terreno adversas, actividades manuales de acondicionamiento y tiempos prolongados de mantenimiento correctivo y preventivo. Posteriormente, se aplicaron herramientas de ingeniería de métodos como el Diagrama de Análisis de Procesos (DAP), el diagrama Hombre Máquina y estudios de tiempos, con el fin de cuantificar y clasificar las actividades productivas, contributivas e improductivas. Este análisis permitió establecer una brecha técnica entre la producción proyectada y la producción real, mostrando que las máquinas perforadoras alcanzaban en promedio solo 7.5 metros por turno, muy por debajo del objetivo. Con los datos obtenidos, se construyó un modelo de simulación representando el proceso real en Arena, donde se integraron las actividades clave del ciclo de perforación: preparación del equipo, perforación activa, cambios de herramienta, acondicionamiento de sondaje, mantenimiento y cierre de turno. Este modelo permitió visualizar los cuellos de botella y analizar la disponibilidad de los recursos principales, especialmente el taladro, cuyo nivel de utilización alcanzó un 90%. Una vez validado el modelo AS IS, se diseñó un modelo optimizado (TO BE) introduciendo mejoras como la reorganización de secuencias operativas, estandarización de actividades, reducción de tiempos ociosos, mejor uso del personal y control más estricto del mantenimiento. Del análisis comparativo entre ambos modelos se obtuvieron resultados significativos: la producción aumentó de 7.5 a 11.2 metros por turno (incremento del 49.3%), el tiempo improductivo mensual se redujo de 132 a 68 horas (48.5% menos), y el tiempo estándar por turno disminuyó en más de 80 minutos. Asimismo, el costo operativo por ciclo se redujo en 15.3%, pasando de 30 000 a 25 400 dólares. En términos económicos, el proyecto presentó un VAN positivo de S/ 203 000 y una TIR de 42%, confirmando la viabilidad financiera de implementar las mejoras propuestas. Además, se llevó a cabo una comparación técnica entre Arena y otros softwares de simulación utilizados en minería, como Simio, AnyLogic, Vulcan y MineSched. Los resultados mostraron que Arena posee mayores ventajas para modelar procesos cíclicos, secuenciales y basados en eventos discretos, como la perforación diamantina. Su facilidad de uso, costo moderado y capacidad de modelado detallado lo posicionan como la herramienta más adecuada para este tipo de análisis operativos. En conjunto, la investigación demuestra que la integración de ingeniería de métodos con simulación computacional permite no solo identificar y cuantificar las causas de ineficiencia, sino también proyectar con alto nivel de precisión el impacto de medidas de mejora antes de implementarlas en campo. El modelo propuesto es replicable en otras unidades mineras y representa una herramienta estratégica para incrementar la productividad, reducir costos y mejorar la toma de decisiones basadas en datos reales.
Acceso Abierto
Mejora del índice de accidentabilidad mediante la disciplina operativa en el sistema de gestión de seguridad en la Unidad San Cristóbal-Carahuacra-2024.
(Universidad Católica de Santa María, 2026-04-08) Jaita Chura, Yeferson Anthony
La presente investigación se desarrolló en la Unidad Minera San Cristóbal – Carahuacra, una operación minera subterránea mecanizada dedicada a la explotación de yacimientos polimetálicos, con el propósito de reducir los elevados índices de accidentabilidad y severidad registrados durante el año 2023. Dichos indicadores evidenciaron una problemática significativa en materia de seguridad, reflejada en accidentes incapacitantes, incidentes operativos y elevados costos asociados a días perdidos y daños a la propiedad. El objetivo general del estudio fue mejorar el índice de accidentabilidad mediante la implementación de la Disciplina Operativa como elemento clave del sistema de Gestión de Seguridad. Para ello, se desarrolló este elemento en sus cuatro etapas fundamentales: disponibilidad, calidad, comunicación y cumplimiento, complementadas con programas de entrenamiento, concientización y orientación dirigidos a todos los colaboradores durante el periodo 2024. La investigación se enmarca en la línea de Seguridad Minera y se sustenta en un enfoque metodológico aplicado, orientado a identificar las actividades con mayor ocurrencia de accidentes e incidentes, así como a evaluar el impacto de la Disciplina Operativa en la reducción de costos asociados a eventos no deseados. El estudio se apoya en antecedentes nacionales e internacionales que destacan la Disciplina Operativa como un factor determinante para fortalecer la cultura de seguridad, minimizar errores humanos y mejorar la eficiencia operacional. Finalmente, la investigación busca aportar evidencia empírica sobre la efectividad de la Disciplina Operativa en la reducción de los índices de accidentabilidad y severidad, contribuyendo al fortalecimiento del sistema de gestión de seguridad y a la sostenibilidad de las operaciones mineras subterráneas.
Acceso Abierto
Implementación de un sistema de monitoreo ambiental con sensores inteligentes para mejorar la seguridad en pequeña minería subterránea, Trujillo 2024
(Universidad Católica de Santa María, 2026-04-01) Asencio Puma, Francisco
En nuestro país, la minería subterránea se enfrenta diariamente a riesgos asociados con ambientes y atmósferas peligrosas, especialmente por el descenso de oxígeno (O₂) y la presencia de monóxido de carbono (CO), un gas tóxico que ha provocado numerosos accidentes. En el periodo 2024-2025, la unidad fiscalizadora OSINERGMIN ha reportado que las intoxicaciones por monóxido de carbono (CO) y los entornos con falta de oxígeno son las causas más frecuentes de muertes en minería subterránea. Considerando dichos lineamientos, el presente trabajo de investigación tuvo como objetivo implementar un frente piloto para medir O₂ y CO en una unidad minera subterránea de pequeña escala ubicada en Trujillo, utilizando sensores inteligentes, funcionales y económicos. El sistema propuesto se basa en el uso de nodos híbridos de CO y O₂ con tecnología electroquímica y comunicación inalámbrica LoraWAN con un servidor local tipo Edge; todos estos elementos fueron elegidos considerando los aspectos técnicos, económicos y operativos. Después de la instalación y supervisión en el frente piloto, los resultados demostraron su eficacia al detectar eventos atmosféricos críticos, lo cual permitió la adopción e implementación de las acciones preventivas para asegurar la protección de los trabajadores contribuyendo con su seguridad y continuidad en el desarrollo de las tareas programadas a lo largo de una jornada laboral. Finalmente. los equipos y el diseño implementado por sus características, costos y condiciones de mantenimiento mínimas pueden ser replicados en unidades mineras de pequeña escala.
Acceso Abierto
Uso de explosivo de baja densidad para optimizar el control de taludes sin afectar la fragmentación en una unidad minera de cobre a cielo abierto en el sur del Perú
(Universidad Católica de Santa María, 2026-03-24) Garcia Huanca, Edwin Samir
Uno de los mayores desafíos que enfrentamos en la minería a tajo abierto es el control y la estabilidad de taludes, componentes fundamentales para garantizar la seguridad minera. En este contexto, la planificación de voladura se vuelve crucial, ya que se relaciona directamente con la fragmentación del material y la calidad del talud final. Esta investigación propone que se emplee un explosivo de baja densidad llamado Flexigel, junto con una reconfiguración de la malla de perforación y rediseño de la carga con el nuevo explosivo. El propósito es mejorar el diseño del talud final sin perjudicar la fragmentación en una unidad minera de cobre ubicada en el sur peruano. La investigación se lleva a cabo en la Fase 8 del tajo, donde el tipo de roca predominante es la diorita. Esta roca tiene condiciones geomecánicas complicadas que constituyen un reto extra para la operación. La metodología incluye el desarrollo de una línea base a partir de los resultados presentes en cuanto a fragmentación y estabilidad, la realización de ensayos con el nuevo explosivo y la comparación estadística de los datos recogidos. Así, se pretende evidenciar que el uso de Flexigel no solo posibilita la conservación de la calidad y productividad de la fragmentación, sino que además ayuda a disminuir las vibraciones, reducir los gases nitrosos y aumentar la seguridad del personal en tajo. Se espera que los resultados faciliten alcanzar un nivel de wall control superior al 85%, verificar la efectividad de la propuesta en situaciones reales de operación y desarrollar un modelo que pueda ser reproducido en otras fases del tajo. Así, este estudio aporta no solo a la esfera técnica, sino también a la económica y a la social, pues propone una alternativa innovadora que combina eficacia con seguridad.
Acceso Abierto
Optimización del proceso de perforación y voladura para incrementar la productividad en la unidad minera Parcoy - Consorcio Minero Horizonte Sociedad Anónima.
(Universidad Católica de Santa María, 2026-03-16) Calderon Motte, Romario
El propósito de este estudio es optimizar el proceso de perforación y voladura para incrementar la productividad en un 60.39% en el Tj 2070, Nv. 1865, Zona Rosa de la Unidad Minera Parcoy-Consorcio Minero Horizonte, evaluando la productividad actual, diseñando la malla de perforación, describiendo la cantidad óptima de carga explosiva, realizando un análisis de los indicadores de los resultados económicos y proponiendo un esquema de capacitación y sensibilización durante el mes de agosto hasta diciembre en el periodo 2024. El documento preciso una metodología de diseño no experimental de nivel descriptivo, utilizando herramientas de recolección de datos como las técnicas de observación y el análisis documental. Sus hallazgos mostraron que con el diseño nuevo de la malla para la sección 3.5 x 3.5 metros, basándose en una longitud de barra de 10 pies, eficiencia de perforación de 92% y eficiencia de voladura de 95%, se obtuvo una cantidad de taladros cargados de 32 unidades, rimados de 4 unidades, donde el total de taladros perforados fue de 36 unidades con un avance de 2.65 metros. Concluyendo que con la optimización del proceso de perforación y voladura se logró incrementar la productividad de avance mensual en 176.22 tn/m3 y en los costos por disparos se logró disminuir en $571.

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