Facultad de Ciencias e Ingeniería
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Item Diseño de un módulo educativo de un Molino SAG para el estudio de los mecanismos de molienda(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-11-26) Pérez Castillo, Kevin Giancarlo; Alencastre Miranda, Jorge HernánEsta investigación tiene como objetivo diseñar un módulo educativo de un molino SAG que permita observar y modificar los parámetros de operación para estudiar cualitativamente los mecanismos de molienda. El desarrollo de este módulo responde a la necesidad de mejorar la enseñanza de los procesos de conminución en los molinos SAG, un área crucial en la industria minera. El proyecto sigue la metodología de diseño VDI 2221, la cual abarca desde la recopilación de información sobre el estado del arte de los molinos hasta la elaboración de planos de fabricación. Se establecen requisitos claros para el diseño, se evalúan diversas alternativas de solución y se desarrolla la ingeniería de detalle que incluye simulaciones en 3D y análisis mediante el método de elementos finitos. Los resultados incluyen un diseño que permite la interacción con los parámetros operativos del molino, proporcionando una herramienta educativa útil tanto para la comprensión teórica como para la validación práctica de los cálculos. Además, el módulo ofrece la posibilidad de realizar experimentos que mejoran la eficiencia de los procesos de molienda al permitir la observación directa de los mecanismos involucrados. En conclusión, el módulo propuesto cumple con los objetivos planteados, facilita una mejor comprensión de los mecanismos de molienda y abre nuevas vías para futuras investigaciones en el ámbito de la minería.Item Elaboración, ejecución y seguimiento de un plan de minado de una flota de volquetes en la extracción de óxido de alta ley en la mina superficial a en Marcona - Ica - Perú(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-02-05) Barrios Pinto, Edwin Piero; Ortega Salas, Carlos AndrésEsta tesis se centra en la planificación, implementación y monitoreo de un plan de minado específicamente diseñado para la extracción de óxido de alta ley en la mina superficial A ubicada en Marcona, Ica, Perú. El objetivo principal de este trabajo es optimizar el proceso de extracción de óxido de alta ley mediante el uso eficiente de una flota de volquetes, mejorando así la productividad y la rentabilidad de la operación minera. En ese sentido, el análisis comienza con una revisión exhaustiva de la literatura relacionada con la planificación minera y la extracción de óxido de alta ley, proporcionando una base sólida para el desarrollo del plan. A continuación, se aborda la elaboración del plan de minado, que incluye la selección de equipos, la definición de métodos de extracción, la estimación de costos y la programación de actividades. Seguidamente, la ejecución del plan implica la implementación de las estrategias y procedimientos definidos previamente. Se presta especial atención a la coordinación de la flota de volquetes, la seguridad en el sitio de trabajo y la gestión ambiental, con el objetivo de garantizar una operación minera eficiente y sostenible. Finalmente, el seguimiento del plan es una parte esencial de este estudio. Se desarrollan indicadores clave de rendimiento (KPIs) para evaluar el desempeño de la operación minera en tiempo real. Estos KPIs se utilizan para identificar posibles desviaciones y tomar medidas correctivas de manera oportuna, lo que contribuye a la mejora continua de la operación. En resumen, esta tesis se enfoca en la planificación, ejecución y seguimiento de un plan de minado para la extracción de óxido de alta ley en la mina superficial A en Marcona, Ica, Perú. El trabajo tiene como objetivo principal mejorar la eficiencia y la rentabilidad de la operación minera mediante la optimización de la flota de volquetes y la implementación de prácticas sostenibles. Los resultados obtenidos en este estudio pueden proporcionar valiosas lecciones y recomendaciones para la industria minera en situaciones similares.Item 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.Item Implementación de la gestión de los equipos mineros en pequeña y mediana minería para la mejora de su productividad(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023-02-20) Suárez Yallico, Sebastian Alonso; Muñante Robles, Carlo André; Cedrón Lassus, Mario FernandoSe observó las múltiples acciones realizadas por los equipos mineros en sus labores diarias y la falta del registro diario de dichas acciones lo cual no permite el conocimiento del estado de rendimiento de los equipos. Siendo estas acciones labores productivas, detenciones por demoras o detenciones por mantenimiento. Pudiendo ser dichas detenciones programadas o no programadas. Así, se considera la implementación de un sistema de “Gestión de los Equipos Mineros en Búsqueda de la Reducción de las Demoras Operativas no Programadas”. Siendo este sistema realizado mediante registros diarios y de manera escrita para los principales equipos mineros relacionados directamente a la producción de mineral diario. La falta de un modelo cronológico de las actividades diarias de los equipos mineros impide el conocimiento de indicadores (KPIs) y rangos de productividad. La falta de dicha información dificulta establecer metas claras, concisas y fundamentadas en cálculos. Viendo lo anterior para dar dirección a metas y establecer un control se propone registrar la información diaria en bases de datos. Con lo cual poder realizar los cálculos de los indicadores (KPIs) y rangos de productividad que permitirán apuntar a trabajar con eficacia, eficiencia y efectividad. Al brindar abundante información de las operaciones mineras, el registro de la data en conjunto al cálculo de indicadores (KPIs) y rangos de productividad nos permitirá establecer planes de acción para realizar acciones proactivas que reduzcan los tiempos improductivos y llegar a tener budgets de dichos valores. Con metas coherentes y correctamente sustentadas se podrá establecer un plan de mejora continua que permitirá un crecimiento continuo a mediano y largo plazo.Item Estudio sobre la importancia de la gestión de neumáticos en los volquetes Mercedes Benz modelo Actros 3344K en la U.M. Quenuales – Contonga(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-10-06) Carrión Cadillo, Álvaro Alonso; Lean Sifuentes, Paul PedroEn el presente trabajo de investigación se estudió la influencia que tiene la gestión de neumáticos para incrementar la vida útil de ellos y reducir los costos de operación, en los Volquetes Mercedes Benz modelo Actros 3344K. El estudio se llevo acabo en la Unidad Minera Contonga, Ubicada en el departamento de Ancash. La recopilación de datos y análisis de los factores y estrategias se realizaron con ayuda de la empresa Multicosalilor SAC, con un total de 09 volquetes. Con inspecciones diarias y siguiendo el plan de mantenimiento relacionado a neumáticos. Tomando como variable independiente la gestión de Neumáticos, mediante un sistema de gestión en el control de neumáticos para flotas, apoyado con un plan de mantenimiento. Teniendo como constantes, las presiones de inflado de los neumáticos, la carga aplicada de los materiales a los volquetes, la temperatura de los neumáticos y la operatividad de los equipos, estos detalles son muy importantes en la vida útil de los neumáticos. Además, se tomó como variable dependiente la reducción de los costos operativos y el aumento de vida útil de los neumáticos. Finalmente, seguir la gestión de neumáticos apoyado con el plan de mantenimiento, nos demuestra que hubo un incremento en la vida útil comparándola con los valores iniciales a inicio del trabajo, así también hubo un ahorro significativo al finalizar el año como se demostrará en los capítulos que a continuación se detallan.Item Diagnóstico por bajo desempeño de camión minero Caterpillar 785D, comparado con un 785C en la mina Shougang, Marcona, Ica(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-06-07) Escurra Rodríguez, José Miguel; Amaru Chungue, Arturo AlfredoEl presente trabajo de titulación analiza y brinda una propuesta de solución, a través de una base teórica, al siguiente problema: la minera Shougang Hierro Perú se encarga de la explotación y procesamiento de hierro desde sus yacimientos en el distrito de Marcona, Nazca. Uno de los subcontratistas, se encarga de perforación, voladura y movimiento (carguío y acarreo) de mineral y desmonte. Debido a la ampliación del proyecto, decidieron adquirir camiones CAT 785D para incrementar la ya existente flota de camiones mineros 785C (el modelo predecesor). Estos deberían tener los mismos resultados de performance, agregándole mayor sostenibilidad, al tener motores con menores emisiones contaminantes; sin embargo, a inicios del año en curso, la empresa reporta una baja velocidad y desperfectos técnicos que les hacen percibir una reducción de potencia. A consecuencia de esto, existe una diferencia marcada de desempeño que afecta hasta el día de hoy la producción, ocasionando posiblemente una disminución anual en las ventas de movimiento de materiales de USD 1.25 millones. A raíz del mencionado problema, en este documento, se desarrolla un comparativo técnico entre los dos modelos de camiones, analizando el sistema motor y de tren de fuerza. Además, se evalúa el lugar, condiciones y parámetros reales de la operación. Finalmente se indican algunas causas probables del mal funcionamiento y sus respectivas soluciones o pruebas para resolver la contrariedad, utilizando la Metodología de Diagnóstico (o Método de los 10 Pasos) de Caterpillar, ya que es eficiente para solucionar desperfectos técnicos y evitar mayor pérdida de recursos. Debido a que la evaluación en campo -por parte del dealer de la marca- aún no puede realizarse a causa a la coyuntura, el alcance de este documento llega hasta la propuesta de causas y soluciones respectivas en esta metodología. Se concluye que, gracias a datos enviados por el subcontratista y bibliografía de consulta del fabricante, una baja presión de refuerzo por posible falta de hermeticidad en la admisión y una falla en el sistema eléctrico y/o hidráulico del embrague de traba del convertidor de par, causarían el bajo desempeño de estos camiones.Item 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.Item Dimensionamiento y selección de equipos para una planta concentradora de cobre, plomo y zinc con una capacidad de 4800 TMPD(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2016-10-21) Herrera Igreda, César Augusto; Cotaquispe Zevallos, Luis OrlandoLa presente Tesis tiene la finalidad de mostrar las consideraciones para el dimensionamiento y selección de equipos para una planta concentradora de minerales típica. Se tiene un mineral polimetálico de cobre, plomo y zinc el cual será enviado a la planta de concentración que tiene una capacidad de 4800 TMSPD cuyo objetivo es separar el mineral valioso del estéril mediante procesos mecánicos y metalúrgicos. El objetivo es obtener un producto con una ley comercial que haga viable los siguientes procesos en la obtención del mineral final. La planta concentradora tiene cinco procesos o circuitos consecutivos típicos, iniciando con el circuito de chancado en el cual se reduce el tamaño de las rocas provenientes de la voladura en la mina a un calibre donde la liberación del mineral sea la máxima posible. Los equipos asociados a este circuito son: chancadoras, zarandas, fajas y tolvas. El mineral luego de alcanzar un tamaño óptimo es enviado al circuito de molienda donde con el uso de molinos de bola y ya en estado de pulpa es molido hasta micrones para ingresar al circuito de flotación. Los equipos asociados a este circuito son: molinos, hidrociclones y bombas. El mineral clasificado en los hidrociclones es enviado a los acondicionadores o agitadores en donde se les adiciona reactivos que facilitan la separación de los minerales valiosos. Es aquí donde se inician los procesos metalúrgicos para la obtención de las espumas en las celdas de flotación que contienen una alta ley y productos con baja ley que se envían a los relaves. Los equipos asociados a este circuito son: agitadores, acondicionadores, celdas de flotación y bombas. Las espumas producto del circuito de flotación contiene una alta ley de mineral pero en un medio líquido, es por esto que se envían al circuito de espesamiento donde por gravedad se busca sedimentar el mineral para ser enviado al circuito de filtrado. La pulpa producto de los espesadores tienen una cantidad de agua que dificulta su transporte, es por esto que se envía al circuito de filtrado donde mediante el uso filtros se retira el agua excedente obteniendo un producto con una humedad entre 5 y 8% la cual permite su manipuleo y posterior transporte. La pulpa de relaves contiene una gran cantidad de agua la cual es separada en los espesadores y es enviada a la planta de concentración para su reutilización en los procesos ya descritos.Item Análisis de falla de cojinetes de biela de camiones de 2300 HP para minería(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2013-04-19) Zapata Velarde, Emilio Carlos; Rumiche Zapata, Francisco AurelioLos cojinetes de biela de los motores diesel de los camiones de acarreo de una mina de tajo abierto en el Perú deben presentar un buen estado hasta las 14000 horas de operación, de acuerdo a las recomendaciones del fabricante. Sin embargo, en la práctica se han producido constantes fallas y desgaste prematuro alrededor de las 5000 horas de trabajo. El presente trabajo de tesis tiene como objetivo estudiar las características del material y los mecanismos de falla o desgaste de los cojinetes de biela seleccionados para la investigación. Estudiar el material contribuye al análisis de la causa-raíz de la falla de los cojinetes, ya que existen otros factores que también pueden ocasionar las fallas, como malas prácticas de mantenimiento, una inadecuada lubricación, severas condiciones de operación, un diseño incorrecto, entre otros. La metodología consistió en seleccionar las muestras representativas para llevar a cabo el estudio, recopilar información de literatura especializada, inspeccionar visualmente los cojinetes, realizar los ensayos de laboratorio correspondientes para determinar las propiedades de los cojinetes: ensayos de metalografía, ensayos de microscopia electrónica de barrido y ensayos de microdureza. El análisis se ha realizado a tres cojinetes: un cojinete en buen estado (Cojinete 1) y dos cojinetes con desgaste severo (Cojinete 2 y Cojinete 3). El cojinete en buen estado, Cojinete 1, se ha tomado como referencia para caracterizar el material. Por otro lado, los cojinetes con desgaste severo, Cojinete 2 y Cojinete 3, han sido utilizados para determinar y estudiar los mecanismos de desgaste y, asimismo, realizar los ensayos de laboratorio para comparar las características del material con las del Cojinete 1. Finalmente, se han planteado conclusiones y recomendaciones, desde el punto de vista del material, en base a los ensayos de laboratorio realizados y los mecanismos de degaste analizados.