ingeniero industrial

R EVISTA I NGENIERÍA

DE

S ISTEMAS

V OLUMEN XV, N ÚMERO 1, J UNIO 2001

Reemplazo de Equipos en un Sistema
Productivo Complejo
Máximo Bosch y Samuel Varas
Departamento de Ingeniería Industrial
Universidad de Chile
República 701 Casilla 2777
{mbosch, svaras}@dii.uchile.cl

Resumen
El reemplazo de equipos es una decisión que involucra aspectos de carácter estratégico y tácticodebido a que ella determina los niveles de operación, las necesidades de mantención y en definitiva la capacidad productiva. Este paper aborda el
problema de reemplazo de equipos de alto valor (palas) en una mina chilena, frente a condiciones de operación complejas (alta interacción entre equipos debido a
fallas, geometría de la mina, ley del material, entre otras), con un horizonte finito
yrequerimientos de extracción de material variables. Para ello, se desarrolló un
modelo de programación dinámica que toma decisiones de parque (número de palas, tipo y edad) y reemplazo (compra, venta y/o baja). La interacción entre los
equipos y las características operacionales fueron modeladas mediante una función de productividad de las palas asignadas a diversas operaciones. Para su estimaciónse utilizó un metamodelo de un modelo de simulación, con lo cual estos
efectos fueron incluidos en una función analítica, y posteriormente, en el modelo
de reemplazo. Finalmente, el modelo ha sido utilizado por la empresa en la evaluación del parque y política de reemplazo de palas en forma anual, logrando
considerables ahorros de costo y tiempo de evaluación.

1.

Introducción

Estetrabajo tiene por objetivo determinar el parque de palas y la política de reemplazo de estos equipos en la mina de cobre Chuquicamata. Esta es la mina de

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M. B OSCH

Y

S. V ARAS

REEMPLAZO DE EQUIPOS EN UN SISTEMA PRODUCTIVO COMPLEJO

cobre más grande propiedad de la empresa estatal chilena CODELCO. Es, a su
vez, la mina de cobre a tajo abierto más grande del mundo. Para suexplotación,
una mina de este tipo se divide en frentes, que son áreas homogéneas tanto espacial como mineralógicamente. La explotación de un frente dura varios meses. El
orden en que se trabajan los frentes es determinado mediante un Plan de Largo
Plazo de explotación de la mina (PLP). Los frentes se pueden clasificar en dos grandes grupos: mineral y lastre. Los primeros corresponden a aquellos quetienen una
ley de mineral que hace rentable su procesamiento, mientras que los últimos sólo
deben ser extraídos para permitir la explotación de otros frentes. Las operaciones
en una mina a tajo abierto de este tipo pueden ser clasificadas en:
1.

Perforación-Tronadura: A una fracción de un frente en explotación se le hacen perforaciones en las cuales se introducen cargas explosivas con el objetode quebrar la roca para permitir su extracción. La extensión tronada de un
frente corresponde a un volumen que es extraído en un par de días.

2.

Carguío: En cada frente activo existe una pala de grandes dimensiones (sus
baldes pueden ir de 17 a 50 yardas cúbicas) que con el apoyo de algún equipo menor (cargador frontal u otro equipo similar) carga camiones, en los
cuales se transportanel mineral o lastre a sitios de descarga.

3.

Transporte: Tanto el mineral como el lastre son transportados por una flota
de camiones de gran capacidad. El recorrido entre los frentes y los botaderos
varía en el tiempo, ya que los botaderos están cada vez más lejos y, a su vez,
la mina se hace cada vez más profunda, por lo que también aumenta la
pendiente y el porcentaje del recorrido conpendiente que debe realizarse.

4.

Descarga: El lastre es botado por los camiones en botaderos. El mineral en
tanto es depositado por los camiones en una planta chancadora que se encuentra al interior de la mina y de la cual mediante correa transportadora
el mineral molido es enviado a una planta concentradora. Existen también
al interior de la mina “stocks filas”, sitios de acopio...