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IMPLEMENTACIÓN DE UN SISTEMA DE VISIÓN ARTIFICIAL PARA LA DETECCIÓN DE BOLAS EN PROCESOS DE MOLIENDA EN LA MINERÍA

El trabajo de titulo presenta una solucion a un problema operacional en el proceso de molienda en la mineria del cobre. El cobre es un importante metal que posee una elevada conductividad electrica, entre otras caracteristicas. Existen distintos procesos para su obtencion, dependiendo de su mineralogia. Uno de ellos es el proceso pirometalurgico, el cual incluye la fundicion, que es el proceso principal. Para poder procesar el cobre, se necesita de un determinado grado de liberacion, el cual es el objetivo de la conminucion, que consiste en la reduccion de tamaño de la roca que contiene cobre. En la conminucion se encuentra la molienda, la cual tiene por objetivo moler el mineral de cobre hasta 0,2 mm de diametro. Uno de los tipos de molienda que existen es la llamada molienda SAG, que utiliza el mineral mas grande, con ayuda de las bolas de acero, para la reduccion de tamano. Esto sucede ingresando el mineral y las bolas en un tambor cilindrico (molino), que gira en torno a su eje. Los flujos de alimentacion tanto de bolas y mineral como de agua son variables importantes de este proceso, lo cual es necesario controlar. El control de procesos ayuda a lograr una mayor eficiencia y estabilidad en la industria. Los medidores son importantes para controlar las variables, que es el caso de la carga de bolas.
 This degree work presents a solution of an operational problem in the milling process of copper mining. The cupper is an important metal that has a high electric conductivity, among other characteristics. There are different processes in order to obtain it, that depend on their mineralogy. One of them is the pyrometallurgical process, which includes smelting which is the main process. In order to process the copper, a certain degree of release is needed, which is the objective of comminution process. This process consists in the reduction of the rock size. The comminution includes the milling process, that involves reducing the diameter copper size to 0,02 mm. One of the types of milling that exists is the SAG milling, which consists of milling the mineral by itself with the help of steel balls. This occurs when the minerals and the balls are being feeding to a cylinder that rotates around its axis. The flows of feeding both ball and mineral and water are important variables of this process, which is necessary to control. Process control helps achieve greater efficiency and stability in the industry. The sensors are important to control the variables, which is the case of the ball load.
DISEÑO DE UN PORTA SENSORES DE ACOPLE AUTOMÁTICO PARA BRAZOS ROBÓTICOS

Debido al aumento de la demanda de tolvas de camiones mineros, la alta gerencia de la empresa Minetec S.A, cuyo negocio es la fabricación de tolvas, decidió investigar la viabilidad de implementar tecnología robótica en su proceso de producción, haciéndose asesorar por Universidad Técnica Federico Santa María en la selección, desarrollo e implementación de la tecnología. Además se fijó el objetivo de incluir una innovación en el área de soldadura robotizada. La innovación implicó el uso de dispositivos electrónicos los cuales requieren ser adosados al robot. Para lograr esto se debió diseñar y fabricar un aditamento que permitiese su acoplamiento. Los dispositivos son de alto valor comercial, por lo que se les debe asegurar una protección pertinente contra una serie de posibles obstáculos a su correcto desempeño e integridad, como son los golpes contra las piezas a soldar, caídas de los dispositivos y condiciones ambientales propias del proceso (suciedad, alta temperatura y gases). Además, durante el análisis del problema, se definió la necesidad de poder montar y desmontar los dispositivos al robot de una manera rápida, autónoma y con alta repetibilidad. El objetivo de este proyecto es solucionar la necesidad de acoplar y desacoplar automáticamente los dispositivos electrónicos. Para cumplir con esto, se deben cumplir los siguientes objetivos específicos: 1.- Diseñar un mecanismo de acople y desacople. 2.- Vincular el Software del robot con el mecanismo diseñado, de manera que el programador/operario pueda comandar al mecanismo. 3.- Habilitar una estructura que soporte al mecanismo diseñado. 4.- Asegurar la integridad de los equipos. Para introducir al lector en la temática, se da conocer en una primera instancia el robot y su funcionamiento, luego se continua con la identificación de los dispositivos electrónicos involucrados; se explica el proceso de soldadura robotizada con reconocimiento por visión; se analizan las dificultades del proceso que conllevan a la necesidad de la protección de los dispositivos, para luego ahondar en el desarrollo de una solución acore a los objetivos mencionados. Finalmente se evalúa el correcto desempeño de la solución implementada
ESTUDIO DEL EFECTO DEL CO2 COMO CO-SOLVENTE EN LA REACCIÓN DE TRANSESTIFICACIÓN EN CONDICIONES SUPERCRÍTICAS

La quema de combustibles fósiles a nivel mundial ha generado un aumento en los niveles de concentración de gases de efecto invernadero en la atmósfera, llegando a niveles críticos que podrían amenazar la vida como la conocemos. Para combatir repercusiones irreversibles, se han investigado tecnologías y procesos para la producción y utilización de combustibles alternativos, renovables, y con un menor impacto medioambiental, entre ellos, el biodiésel. El método de obtención de biodiésel más común es la reacción de transesterificación, la cual puede ser de naturaleza catalítica o supercrítica, principalmente. Esta reacción, puede utilizar como reactivos aceites refinados, aceites reciclados o grasas animales de descarte. Además, es necesaria la presencia de un alcohol, generalmente metanol (metanólisis). El objetivo de este trabajo consiste en montar una nueva unidad experimental y llevar a cabo una reacción usando metanol en condiciones supercríticas.
ESTUDIO DEL EFECTO QUE PRODUCE UN PRETRATAMIENTO REALIZADO EN UN REACTOR DE MEZCLA TRIFÁSICA, EN LA EXTRACCIÓN DE COBRE PARA MINERALES SULFURADOS

En Chile, el 70% de las reservas de cobre, contienen mineral calcopirítico. La lixiviación en medio ácido NaCl−H2SO4 es una opción para tratar este tipo de minerales, debido a su alta velocidad de lixiviación y además a la capacidad del ion cloruro de formar compuestos estables con cobre disminuyendo la formación de azufre elemental S0 La presente memoria busca determinar las condiciones de operación que maximizan la recuperación de cobre en la etapa de pre-tratamiento y evaluar el efecto que tiene en la extracción de cobre, el uso de un reactor de mezcla trifásica (RMT®). Se ha efectuado una caracterización química y mineralógica del mineral recibido, luego para calcular la dosis óptima de ácido/sal necesaria para el mineral en estudio se realizó el test EMELA® y finalmente, en el RMT® se estudió el efecto del tipo de tecnología, granulometría de la sal y calentamiento externo en función de la extracción de cobre.
EFECTO DE LA DISTRIBUCIÓN DE TAMAÑO DE PARTÍCULA EN LA EXTRACCIÓN DE ACEITE DE SEMILLAS OLEAGINOSAS CON CO2 SUPERCRÍTICO

Los fluidos supercríticos (FS) son sustancias que se encuentran en condiciones de operación por sobre sus valores de presión y temperatura crítica. Bajo estas condiciones, los fluidos supercríticos poseen buen poder solvente, lo cual los hace útiles en los procesos de extracción. Para la industria alimenticia la extracción con CO2 supercrítico ha surgido como opción a los procesos convencionales, principalmente por no dejar trazas de solvente en los extractos obtenidos. El CO2 supercrítico presenta alta difusividad, buena selectividad, no toxicidad y una baja temperatura crítica (31 °C), lo que permite realizar la extracción con buen rendimiento y sin dañar solutos termolábiles. Para mejorar la extracción, el sustrato puede ser pretratado para conformar un lecho empacado, siendo uno de los pretratamientos más utilizado la molienda. No obstante, la peletización presenta nuevas ventajas, eliminando barreras internas a la transferencia de materia y mejorando el rendimiento volumétrico de la extracción. Por otra parte, el tamaño de partícula en el lecho afecta directamente la porosidad y propiedades físicas del lecho, y por ende, en el rendimiento de la extracción. El presente trabajo busca determinar el efecto de la distribución de tamaño de partícula en un lecho empacado con semillas oleaginosas en el rendimiento de extracción de aceite con CO2 supercrítico a escala de laboratorio.
 Supercritical fluids (FS) are substances that are in operating conditions above their values of critical pressure and temperature. At these conditions, supercritical fluids have good solvent power, which makes them useful in extraction processes. For the food industry, the extraction with supercritical CO2 has emerged as an option to conventional processes, mainly for not leaving traces of solvent in the obtained extracts. Supercritical CO2 has high diffusivity, good selectivity, non-toxicity and a low critical temperature (31 ° C), which allows extraction to be carried out with good performance and without damaging heat-labile solutes. To improve the extraction, the substrate can be pre-treated to form a packed bed, and one of the most used pre-treatments is grinding. However, pelletizing presents new advantages, eliminating internal barriers to the mass transfer and improving the volumetric yield of extraction. On the other hand, the particle size in the packed bed affects directly the porosity and physical properties of the packed bed, and therefore, in the extraction performance. The present work seeks to determine the effect of the particle size distribution in a packed bed with oilseeds in the extraction performance of oil with supercritical CO2 at laboratory scale.
DESARROLLO DE UN CÓDIGO DE ELEMENTOS FINITOS PARA MODELACIÓN AXISIMÉTRICA DE UN PILOTE SOMETIDO A UNA CARGA INCREMENTAL

La modelación de problemas en ingeniería a lo largo de los años es y ha sido uno de los tópicos más estudiados y que más esfuerzo ha traído consigo con el objetivo de acercarse más a la realidad y tener una calibración predictiva de un fenómeno observado de la naturaleza del cual se tiene una muestra de datos que sirven de comparación en el problema de estudio. De las diversas formas de estudiar un problema el método de elementos finitos permite llevar el análisis de un medio continuo a uno discreto por medio de elementos que se interconectan entre sí, guardando ciertas relaciones fundamentales que permiten crear un sistema que de forma aproximada puede obtener parámetros de interés en el análisis, estudio y diseño de estructuras que obedecen a la cognición del ingeniero. En esta memoria se desarrolla un código computacional mediante el software MATLAB, utilizando el método de elementos finitos, el cual, puede utilizarse para la resolución de problemas geotécnicos bajo una condición geométrica establecida como axisimétrica (2D), estudiándose en particular, un pilote sometido a una carga incremental.
 The modeling of engineering problems over the years is and has been one of the most studied topics and that has brought more effort with the aim of getting closer to reality and have a predictive calibration of an observed phenomenon of nature which has a sample of data that serve as a comparison in the study problem. Of the different ways of studying a problem, the finite element method allows the analysis of a continuous medium to a discrete one through elements that interconnect with each other, keeping certain fundamental relationships that allow creating a system that can approximately obtain parameters of interest in the analysis, study and design of structures that obey the engineer's cognition. In this report, a computational code is developed using the MATLAB software, using the finite element method, which can be used to solve geotechnical problems under a geometric condition established as axisimetric (2D), studying in particular, a pile subjected to An incremental load.
IMPLEMENTACIÓN Y MEJORAS DEL PROGRAMA DE PREVENCIÓN DE RIESGOS EN OBRA EDIFICIO REÑACA PARK, CONSTRUCTORA NOVATEC S.A

El presente trabajo de título tiene por finalidad implementar un Programa de Prevención de Riesgos en la constructora Novatec, particularmente en la Obra Reñaca Park ubicada en Angamos #375, Reñaca; frente a la necesidad de ejecutar efectivamente el Programa debido a la ocurrencia de dos accidentes con tiempo perdido que afectaron negativamente las estadísticas referidas a seguridad al inicio del proyecto de construcción. Un programa permite reflejar todos aquellos acuerdos y compromisos que se adquieren en las políticas de la empresa de modo tal, que se pueda cumplir fielmente lo que allí se estipule. Durante la implementación del Programa en la Obra Reñaca Park se cumplen con las políticas existente de Calidad , Medio Ambiente y Seguridad y Salud Ocupacional; en relación a esta última se realizan todas aquellas gestiones para plasmar lo que contiene, se actualiza el programa, se mejora la matriz de riesgos, se cumple con la legislación vigente, se exige el cumplimiento de los programas personalizados, se fomenta la participación de los trabajadores en la seguridad y salud ocupacional y finalmente se mantiene una comunicación abierta con todas las partes interesadas en la gestión de SSO. Se realiza la implementación del desarrollo del plan del programa de SSO sobre el proceso de obra gruesa en el proyecto “Edificio Reñaca Park” dicho plan consta de diecisiete puntos: Liderazgo; Organización, Implementación, Responsabilidad y Autoridad; Objetivos y Metas de la Empresa; Objetivos y Metas de la Obra; Identificación, Evaluación y Control de los Peligros; Legislación Aplicable; Capacitación, Entrenamiento, Conocimiento y Competencias; Investigación y Análisis de Desviaciones; Acción Correctiva y Acción Preventiva; Consultas y Comunicación; Preparación y Respuesta ante Emergencia; Control de las Operaciones; Documentación, Registro, Monitoreo y Desempeño; Salud Ocupacional; Clientes, Subcontratos, Proveedores y Servicios; Comunidad y Partes Interesadas, por ultimo Auditoria y Revisión Gerencial. Durante el periodo de Obra Gruesa se materializaron dieciséis de los diecisiete puntos que contiene el desarrollo del plan en el programa de SSO; El ítem “Comunidad y partes interesadas” se ejecutará al terminar el proyecto, debido a la propuesta de mejorar el pasto perimetral de la cuadra, por ende se hará cuando no halla tránsito matutino de trabajadores.
ANÁLISIS DE LAS ACELERACIONES DE PISO EN ESTRUCTURAS CON AISLACIÓN SÍSMICA Y SU COMPARACIÓN CON ANÁLISIS NORMATIVO DE ELEMENTOS NO ESTRUCTURALES

El diseño sísmico de elementos no estructurales se rige por la norma NCh3357 “Diseño sísmico de componentes y sistemas no estructurales”. En el diseño de elementos susceptibles a aceleraciones, se puede utilizar una expresión basada en el principio de amplificación dinámica que depende de la relación entre el período fundamental del componente y el período fundamental de excitación. La norma establece que el período de excitación se debe tomar igual al período fundamental de la estructura en la dirección de análisis, aduciendo que dicho período será el predominante en el movimiento que excita al elemento no estructural. Sin embargo, en estructuras con aislación sísmica este supuesto podría no ser del todo correcto. Este trabajo estudia las aceleraciones de piso en términos de sus espectros de respuesta para diferentes estructuras con aislación sísmica sometidas a registros sísmicos chilenos, para comprobar la veracidad de los supuestos anteriormente mencionados. Como resultado, para aceleraciones de piso horizontales, se observa que el supuesto de considerar el período de excitación igual al período fundamental de la estructura no es una buena aproximación, sino que resulta más apropiado considerar dicho período igual al período predominante del registro, debido a que las mayores aceleraciones espectrales se encuentran en torno dicho período. Por su parte, no se observan diferencias entre los períodos verticales de las estructuras y los períodos verticales predominantes de los registros.
 The seismic design of non-structural elements is determined by NCh3357 “Seismic design of non-structural components and systems”. For the design of elements susceptible to accelerations, an expression based on the principle of dynamic amplification that depends on the relationship between the fundamental period of the component and the fundamental period of the excitation can be used. The code requires that the excitation period must be taken equal to the fundamental period of the structure, claiming that such period will be predominant in the movement that excites the non-structural element. However, in seismic-isolated structures this assumption could not be entirely correct. This work studies floor accelerations in terms of their response spectra for different base isolated structures subjected to Chilean ground motion records, to verify the veracity of the above-mentioned assumptions. As a result, it is observed that for horizontal floor accelerations, assuming that the excitation period is equal to the fundamental period of the structure is not a good approximation. Instead, it is more appropriate to consider that the excitation period is equal to the predominant period of the ground motion, since the highest spectral accelerations occur near this period. On the other hand, no differences are observed between the vertical periods of the structures and the predominant vertical periods of the ground motion.
SIMULACIÓN DE UN MANTO DE NIEVE MEDIANTE MULTICAPAS PARA LA PREDICCIÓN DE UNA AVALANCHA DE PLACA

Las avalanchas se originan debido a deslizamientos de masas de nieve y son uno de los eventos más destructivos de la naturaleza. Los estudios enfocados en comprender su comportamiento son esenciales para resguardar la infraestructura y la vida de las personas que se encuentran en zonas cordilleranas. El presente trabajo busca determinar las propiedades físicas y mecánicas de un manto de nieve para poder predecir la ocurrencia de una avalancha de placa. Para esto, se utiliza el modelo creado por Stowhas (1975), en donde se simulan los procesos de acumulación y derretimiento de nieve, pero como el manto se compone de sucesivas nevadas que se van acumulando durante el tiempo y ocurren bajo condiciones climáticas distintas, es imposible que exista uniformidad en sus propiedades mecánicas. Por esta razón, se confecciona el modelo incluyendo la modificación de múltiples capas realizada por Silva (2000) y Rojas (2005). De esta forma el modelo arroja las propiedades físicas de cada capa de nieve (tales como espesor, densidad, temperatura, contenido de agua, peso) con las cuales es posible determinar si se cumplen las condiciones para la formación de una avalancha de placa. Los parámetros que se evalúan para determinar la estabilidad del manto de nieve son: gradiente de temperatura, profundidad de la escarcha y esfuerzo de corte. Finalmente, se verifica que los resultados obtenidos se encuentran en concordancia con lo expuesto en el Manual de Carreteras.
 The avalanches originate because of the snow slide and are one of the most destructive events on nature. The studies focused to learn about its behavior are important for saving the infrastructure and life of the people on high mountain areas. The present work wants to determine the physical and mechanical properties of a snow blanket to predict a snow plate avalanche. To achieve this a model created by Stowhas (1975) is used, where the processes of accumulation and melting are simulated, but because of the snow blanket is made of different snowfalls that accumulates through time and occurs under different climate conditions, it is impossible that uniformity on the mechanical properties exists. For this reason, the model is made including the modifications of multiple layers made by Silva (2000) and Rojas (2005). By this way, the model throws the physical properties of each snow layer (like thickness, density, temperature, water content, weight) with which it could determinate if the currents conditions make possible the occurrence of a snow plate avalanche. The parameters that are evaluated to determine the stability of the snow blanket are: temperature gradient, frost depth and shear strain. Finally, it verifies that the obtained results are in concordance with the exposed on the Manual de Carreteras (Roads Guide).
METODOLOGÍAS DE ADAPTACIÓN AL CAMBIO CLIMÁTICO PARA OBRAS HIDRÁULICAS DE DEPÓSITOS DE RELAVES EN CHILE

El clima está cambiando. Se están presenciado fenómenos climáticos extremos de gran magnitud como huracanes, lluvias intensas, temperaturas extremas, entre otros, y estos generan el riesgo de colapso en las estructuras perjudicando la seguridad de las personas y contribuyendo a la pérdida de vidas humanas en los casos más severos. La responsabilidad de este cambio climático se le atribuye a la actividad antropogénica ya que provoca el aumento en la concentración de gases efecto invernadero en la atmósfera. En estos últimos años se han realizado muchos estudios acerca del cambio climático y sus efectos en los climas y sistemas hidrológicos, los cuales revelan el interés de la comunidad científica en este tema. En particular, el estudio de los efectos del cambio climático en las estructuras hidráulicas dentro de depósitos de relaves es el fin de esta memoria de título, debido a que estas obras mineras son vulnerables a los fenómenos extremos y el colapso del depósito de relaves puede provocar la pérdida de vidas humanas.
 The climate is changing. Extreme weather events of great magnitude have been witnessed, such as hurricanes, intense rains, extreme temperatures, among others, and these generate the risk of collapse in the structures, damaging the safety of people and contributing to the loss of human lives in the most severe cases. The responsibility for this climate change is attributed to anthropogenic activity as it causes an increase in the concentration of greenhouse gases in the atmosphere. In recent years there have been many studies on climate change and its effects on climate and hydrological systems, which reveal the interest of the scientific community in this issue. In particular, the study of the effects of climate change on hydraulic structures within tailings deposits is the end of this title report, due to the fact that these mining works are vulnerable to extreme events and the collapse of the tailings deposit can cause the loss of human lives.
OBTENCIÓN DE LA CONDUCTIVIDAD TÉRMICA DEL SUELO DE SANTIAGO, PARA EL ANÁLISIS, GESTIÓN Y CONTROL TÉCNICO DE LA IMPLEMENTACIÓN DE UN SISTEMA GEOTÉRMICO DE BAJA ENTALPÍA, PARA CALEFACCIÓN Y REFRIGERACIÓN DE UNA VIVIENDA UNIFAMILIAR EN LA CIUDAD DE SANTIAGO

Hoy en día existe muy poca información respecto a la potencialidad en nuestro país para explotar la energía geotérmica de baja entalpía, que radica en estimar la capacidad calorífica de los primeros metros de profundidad, para así conocer cuánta energía se puede extraer desde el subsuelo. En el caso de Santiago, el único estudio que existe a la fecha fue realizado por el Centro de Excelencia en Geotermia de Los Andes (CEGA), estudio que entregó un mapa de calor con la potencialidad geotérmica en la región. Sin embargo, no existen datos in situ del suelo de Santiago en términos de su potencialidad calorífica. Este trabajo busca obtener la conductividad térmica del suelo en un punto de Santiago en la zona sur de la ciudad, comuna de La Pintana, en las bodegas de la empresa FERRARA S.A. Para esto se realizó un Test de Respuesta Térmica (TRT) que consiste en realizar una perforación de metros de profundidad, en la cual se introduce una sonda con forma de U, por donde se hace circular agua continuamente, por un período mínimo de 48 horas, registrando la temperatura de entrada y salida de la sonda.