Este documento presenta un modelo de simulación para determinar el tamaño de la flota de transporte necesaria para operaciones mineras a cielo abierto en proyectos nuevos. El objetivo general es diseñar un modelo de simulación que incorpore variables estocásticas como tasas de falla y reparación para estimar el capital y costos operativos del proyecto minero. El documento describe la metodología, fuentes de información, parámetros del caso base y validación del modelo.

1. Magister en Gestión de Operaciones
“MODELO SIMULACIÓN PARA EL
DIMENSIONAMIENTO DE FLOTA DE TRANSPORTE
EN PROYECTOS GREENFIELD OPEN-PIT”
Alumno
Álvaro Cepeda Profesor
Eduardo Rodriguez
Gerardo Muñoz
Santiago 4 septiembre 2015

2. Objetivos
2
Objetivo General:
Diseñar un modelo de simulación para determinar la flota de camiones mineros necesaria para
operaciones mineras Open-Pit en proyectos Greenfield.
Objetivos Específicos:
1. Analizar datos históricos de disponibilidad física de equipos de transporte mineros de
faenas Brownfield Open-Pit.
2. Analizar modelos actuales de determinación de flota de camiones mineros.
3. Diseñar un modelo de simulación de operaciones de transporte que incorpore variables
estocásticas de tasa de falla y tasas de reparación.
4. Evaluar el impacto del modelo de programación, en la estimación del CAPEX y OPEX del
proyecto minero, reflejados en KPI económicos, financieros y operacionales.

3. Metodología
3
1) Se considera caso base el resultado del tamaño de flota de equipos de carguío y transporte que la empresa de ingeniería
determinó bajo una simulación determinística utilizando el programa Talpac, para el plan de producción del proyecto
greenfield en estudio.
2) Se recopila información histórica de los equipos operando en faenas mineras, se analizan a través del programa
Statgraphics y se definen las distribuciones de probabilidad asociadas, según tramo de horas (cada 6000 horas).
3) Se confecciona modelo para simular el cálculo de tamaño de flota de carguío y transporte, para la realización
de una simulación probabilística utilizando al software Arena.
4) Se valida la simulación propuesta realizada en arena, corriendo el modelo y utilizando las mismas variables determinísticas
consideradas en el programa Talpac, se verifica que los resultados obtenidos, sean iguales entre ambos modelos.
5) Una vez validado el modelo, se reemplazan en el las variables consideradas como probabilísticas, utilizando sus
distribuciones de probabilidad asociadas y definidas en el punto dos.
6) Se corre nuevamente la simulación confeccionado en Arena, y se determina el número de equipos de carguío y
transporte.
7) Se realizan los flujos de cajas para cada escenario, y se calculan sus respectivos indicadores económicos
8) Se realizan las conclusiones.

4. Procesos a Modelar
4
DATAMINING
SIMULACION
PLAN MINERO
PERFILES DE
LARGO PLAZO
KPI (ASARCO)
CAPACIDADES
TRAMOS HORAS
CAPEX
(N° EQUIPOS)
(N° NAVES
MANTENCION)
OPEX
(N° EQUIPOS
OPERANDO)
CURVAS
RIMPULL
TIEMPO SPOT
TIEMPO DE
CICLO CARGUÍO

5. Fuentes de Información- Situación Actual
5
KPI (ASARCO)
CAPACIDADES
TRAMOS HORAS
HOY
1) Se presentan periodos de horas
entre 0 - 6.000, o 0-6.500 o 0 - 7.200
hrs.
2) Para el primer periodo, se
determina una disponibilidad
contractual del 90%, y luego 1%
menos por cada tramo de hora.
3) No existe análisis del impacto de la
confiabilidad en la determinación del
Capex.
CETERIS
PARIBUS

6. Plan Minero
6
In-Pit
Out-Pit
Botadero Pila
Rom
Pit
El plan minero presentado, corresponde a un plan real de un proyecto minero
greenfield en evaluación.
Chancado
Total general
Sector 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 suma
TOTAL RAJO 45,000 44,500 45,917 43,737 52,148 56,977 54,033 48,351 39,996 34,339 464,998
Chancado
Tonelaje (millones ton) 14,299 20,390 21,000 21,000 23,502 26,647 29,109 29,518 27,600 27,134
Hz_in_pit 673 913 734 622 561 497 451 370 408 456 6,181
Up_in_pit 10 116 264 623 690 824 818 1,238 985 1,169 8,362
Down_in_pit 118 162 201 440 337 314 224 232 48 45 2,121
Hz_out_pit 951 975 979 982 1,261 1,510 1,714 1,676 1,690 1,743 14,795
Up_out_pit 81 202 335 464 468 466 485 451 524 570 4,689
Down_out_pit 319 191 157 145 681 1,144 1,526 1,462 1,469 1,558 9,376
Pila ROM
Tonelaje (millones ton) 10,886 10,244 12,096 12,813 7,482 13,843 10,672 7,555 5,282 2,872
Hz_in_pit 569 469 667 683 578 495 536 532 500 465 5,851
Up_in_pit 30 213 525 726 568 825 848 1,216 858 965 8,552
Down_in_pit 2 - - 11 69 79 103 110 71 60 566
Hz_out_pit 800 846 979 1,049 1,193 1,294 1,386 1,188 947 1,158 12,354
Up_out_pit 80 195 199 139 513 709 810 1,040 806 543 5,341
Down_out_pit 201 93 127 219 273 197 313 264 111 199 2,289
Botadero
Tonelaje (millones ton) 19,815 13,866 12,821 9,924 21,163 16,487 14,252 11,278 7,113 4,333
Hz_in_pit 490 925 567 527 440 362 334 329 378 378 5,236
Up_in_pit 3 79 195 258 129 289 496 656 822 1,185 5,619
Down_in_pit 76 138 105 275 7 4 0 - - - 606
Hz_out_pit 856 713 787 952 898 1,047 1,229 1,335 1,439 1,258 11,915
Up_out_pit 175 58 175 345 271 292 284 278 306 404 3,110
Down_out_pit 554 245 295 332 530 517 306 358 444 456 4,741
Año

7. Convención Tiempos ASARCO
7
Disponibilidad Física:
Es la fracción del total de horas hábiles, expresada en porcentaje, en la cual el equipo se
encuentra en condiciones físicas de cumplir su objetivo de diseño.
DF = (HOP + HRE) x 100 %
HH
Este indicador es directamente proporcional a la calidad del equipo y a la eficiencia de su
mantención y/o reparación, e inversamente proporcional a su antigüedad y a las
condiciones adversas existentes en su operación y/o manejo.

8. Datos
8
Correlativo Horómetro Tramo Horometro DF DC MTBF (horas) MTTR (horas)
669 1.966 0 - 6500 91,5% 93,4% 113,1 2,9
1.994 7.933 6500 - 13000 92,1% 97,6% 179,1 1,5
3.146 14.943 13000 - 19500 66,5% 70,7% 17,5 10,6
3.917 21.144 19500 - 26000 85,5% 87,9% 33,2 4,2
4.577 26.823 26000 - 32500 92,1% 95,5% 175,0 3,7
5.017 34.027 32500 - 39000 79,7% 93,1% 148,1 5,1
5.163 40.589 39000 - 45500 84,5% 93,3% 42,2 3,3
Los datos históricos de los equipos, corresponden a datos reales recopilados de faenas
mineras durante un periodo de cuatro años.
TERMINO
DF
DC
MTBF
MTTR
DISPONIBILIDAD FISICA
DISPONIBILIDAD CONTRACTUAL
TIEMPO PROMEDIO DE FALLA
TIEMPO MEDIO DE REPARACION
DESCRIPCION

9. Herramientas a utilizar
9
Se realizará un modelo de Largo Plazo (10 años)
de las operaciones de transporte de mineral de
un proyecto Greenfield OpenPit. Esto quiere
decir que el modelo no es a nivel de bloques,
sino global sobre el yacimiento.

10. Modelo Actual
10
Variable de Entrada Glosa
Modelo del Camión Se trabajará con un modelo específico
Modelo Carguío Se trabajará con un modelo específico
Resistencia a la rodadura % fijo
Restricción de velocidad 50 kms/h como máximo
Tiempo Spot Tiempo que demora el camión en
estacionarse para que la pala lo cargue.
Tiempo Espera Cola Tiempo que espera el camión por el carguío
Tiempo Turn & Dump Tiempo de maniobra y descarga en el
botadero o en el chancado.
Factor de Llenado de Balde % sobre la capacidad total
Número de Pases Número de veces que se carga el balde
Tiempo Primer Pase El tiempo de la primera carga es más rápido
que los demás
Tiempo por Pase Tiempo que se demora en cargar
Tiempo Carguío Tiempo total (entre los pases totales)
Densidad Material tn/m3
Dias Programados sistema de turnos continuo
Eficiencia Operativa
Utilización de Disponibilidad % compuesto de las disponibilidades
establecidas
Disponibilidad de carguío % establecidos
Disponibilidad de camión % establecidos
Variable de Entrada Glosa
Modelo del Camión Se trabajará con un modelo
específico
Modelo Carguío Se trabajará con un modelo
específico
Resistencia a la rodadura % fijo
Restricción de velocidad 50 kms/h como máximo
Tiempo Spot Tiempo que demora el camión en
estacionarse para que la pala lo
cargue.
Tiempo Espera Cola Es una variable resultante en
nuestro modelo
Tiempo Turn & Dump Tiempo de maniobra y descarga
en el botadero o en el chancado.
Factor de Llenado de Balde % sobre la capacidad total
Número de Pases Número de veces que se carga el
balde
Tiempo Primer Pase El tiempo de la primera carga es
más rápido que los demás
Tiempo por Pase Tiempo que se demora en cargar
Tiempo Carguío Tiempo total (entre los pases
totales)
Densidad Material tn/m3
Dias Programados sistema de turnos continuo
Eficiencia Operativa
Utilización de Disponibilidad Es una variable resultante en
nuestro modelo
Disponibilidad de carguío Es una variable resultante en
nuestro modelo
Disponibilidad de camión Es una variable resultante en
nuestro modelo
MTBF= tiempo medio entre fallas (horas)
MTTR= tiempo de reparación
Modelo
Futuro

11. Parámetros Caso Base
11
Equipos Factor Operacional
Modelo de Camión # Equipo 240 ton Eficiencia Operativa 83%
Payload kgs. 221.648 Utilización de Disponibilidad 87%
Modelo Carguío # Pala 20 m3
Volumen Balde m3 19,2 Disponibilidad Fisica Equipos
Carguio
Configuración Perfiles
Year1 86%
Resistencia a la Rodadura % 2,0 Year2 85%
Restricción de Velocidad # NO Year3 84%
Year4 83%
Year5 82%
Tiempos Fijos de Ciclo Camión Year6 81%
Year7 80%
Tiempo Spot seg 40 Year8 79%
Tiempo Espera Cola seg 30 Year9 78%
Tiempo Turn & Dump seg 60 Year10 77%
Tiempos Carguío Camión
Factor de Llenado de Balde % 90% Year1 89%
Número de Pases # 7 Year2 88%
Tiempo Primer Pase seg 6 Year3 87%
Tiempo por Pase seg 40 Year4 86%
Tiempo Carguío seg 286 Year5 85%
Year6 84%
Year7 83%
Otros Year8 83%
Year9 83%
Densidad Material tm/m3 1,87 Year10 83%
Dias Programados # 365
Parámetros de entrada
Variable a ser
utilizada de
determinítica a
Probabilística

12. Resultados Caso Base
12
Números equipos carguío y transportes

13. Análisis de Datos
13
VARIABLE RANGO
Disponibilidad Física 0 - 6.500 horas
Disponibilidad Física 6.501 - 13.000 horas
Disponibilidad Física 13.001 - 19.500 horas
MTBF 0 - 6.500 horas
MTBF 6.500 - 13.000 horas
MTBF 13.000 - 19.500 horas
MTTR 0 - 6.500 horas
MTTR 6.500 - 13.000 horas
MTTR 13.000 - 19.500 horas

14. Análisis de Datos
14
VARIABLE RANGO
Disponibilidad Física 0 - 6.500 horas
Disponibilidad Física 6.501 - 13.000 horas
Disponibilidad Física 13.001 - 19.500 horas
Disponibilidad Física 19.501- 26.000 horas
Disponibilidad Física 26.001 – 32.500 horas
VARIABLE RANGO
MTBF 0 - 6.500 horas
MTBF 6.501 - 13.000 horas
MTBF 13.001 - 19.500 horas
MTBF 19.501- 26.000 horas
MTBF 26.001 – 32.500 horas
MTBF 32.5001 – 39.000 horas
MTBF 39.0001- 45-500 horas
VARIABLE RANGO
MTTR 0 - 6.500 horas
MTTR 6.501 - 13.000 horas
MTTR 13.001 - 19.500 horas
MTTR 19.501- 26.000 horas
MTTR 26.001 – 32.500 horas
MTTR 32.5001 – 39.000 horas
27 análisis estadísticos
de variables

15. Validación del modelo
15
ITEM UNIDAD Valor
Número de Pases # 7
Tiempo Primer Pase seg 6
Tiempo por Pase seg 40
Tiempo Carguío seg 286
Tiempo de Carga Caso Base
MODELO VALOR
Talpac 6+40*7= 286 segundos = 0.0906 Horas
Arena 0.0961 Horas
Validación Tiempo de Ciclo de Carguío

16. Validación del modelo
16
Distancia Ruta Bottom-Pit a Chancado
ETAPA DISTANCIA (metros) VELOCIDAD DE IDA
(km/h)
VELOCIDAD DE VUELTA
(km/h)
Hz_in_pit 1,175 50.000 50.000
Up_in_pit 17 10.000 30.000
Down_in_pit 206 30.000 35.000
Hz_out_pit 1,661 50.000 50.000
Up_out_pit 141 10.000 30.000
Down_out_pit 556 30.000 35.000
TOTAL 3,756
MODELO Valor
Talpac 10,9 minutos
0,182 Horas
Arena 0.1817 Horas
Validación de tiempo de ciclo de ruta
Validado
unitariamente

17. Modelo de Simulación
17
Llegada de
camiones A destino
Chancado
Pila ROM
Botadero
Representación de Zona de Carguío de Material

18. Modelo de Simulación
18
Representación de Traslado de Mineral a Chancado
x3

19. Modelo de Simulación
19
• 4 escenarios de simulación.
• Caso base pero simulado en arena (incluye colas)
• Caso base incluyendo variables aleatorias
• Planificación de 3 palas y sumando camiones según requerimiento
• Planificación de palas y camiones en la medida que se requieran
• Por cada escenario corresponden a 10 simulaciones. En total son 40
simulaciones.
• Cada modelo se detiene cuando se extrae el total de mineral planificado.

20. Modelo de Simulación
20

21. Resultados
21
Años
Mineral a Extraer
(ton)
Camiones Horas Días Años
Delta
Años
Delta Años
Acumulado
Horas
Acumuladas
Año 1 45,000,000 7 9,214.55 383.94 1.05 0.05 0.05 9,214.55
Año 2 44,500,000 8 8,608.91 358.70 0.98 -0.02 0.03 17,823.46
Año 3 45,917,000 9 8,735.32 363.97 1.00 0.00 0.03 26,558.79
Año 4 43,737,000 10 9,090.70 378.78 1.04 0.04 0.07 35,649.49
Año 5 49,646,000 10 9,905.71 412.74 1.13 0.13 0.20 45,555.20
Año 6 44,977,000 12 9,668.57 402.86 1.10 0.10 0.30 55,223.77
Año 7 40,033,000 12 9,554.52 398.11 1.09 0.09 0.39 64,778.29
Año 8 34,351,000 12 12,603.67 525.15 1.44 0.44 0.83 77,381.96
Año 9 29,996,000 12 8,779.86 365.83 1.00 0.00 0.84 86,161.82
Año 10 26,074,000 12 9,595.63 399.82 1.10 0.10 0.93 95,757.45
Resultado General de Escenario 01

22. Resultados
22
Años
Mineral a Extraer
(ton)
Camiones Horas Días Años
Delta
Años
Delta Años
Acumulado
Horas
Acumuladas
Año 1 45,000,000 7 9,813.80 408.91 1.12 0.12 0.12 9,813.80
Año 2 44,500,000 8 10,321.39 430.06 1.18 0.18 0.30 20,135.19
Año 3 45,917,000 9 10,525.52 438.56 1.20 0.20 0.50 30,660.71
Año 4 43,737,000 10 12,875.25 536.47 1.47 0.47 0.97 43,535.96
Año 5 49,646,000 10 12,309.12 512.88 1.41 0.41 1.38 55,845.07
Año 6 44,977,000 12 12,059.83 502.49 1.38 0.38 1.75 67,904.90
Año 7 40,033,000 12 10,592.30 441.35 1.21 0.21 1.96 78,497.20
Año 8 34,351,000 12 13,241.06 551.71 1.51 0.51 2.47 91,738.25
Año 9 29,996,000 12 9,311.15 387.96 1.06 0.06 2.54 101,049.40
Año 10 26,074,000 12 9,917.54 413.23 1.13 0.13 2.67 110,966.94
Resultado General de Escenario 02

23. Resultados
23
Años
Mineral a Extraer
(ton)
Camiones Horas Días Años
Delta
Años
Delta Años
Acumulado
Horas
Acumuladas
Año 1 45,000,000 9 8,405.0283 350.21 0.96 -0.04 -0.04 8,405.03
Año 2 44,500,000 11 8,586.7915 357.78 0.98 -0.02 -0.06 16,991.82
Año 3 45,917,000 11 9,042.5545 376.77 1.03 0.03 -0.03 26,034.37
Año 4 43,737,000 14 9,261.6158 385.90 1.06 0.06 0.03 35,295.99
Año 5 49,646,000 14 9,858.7575 410.78 1.13 0.13 0.15 45,154.75
Año 6 44,977,000 16 9,701.7793 404.24 1.11 0.11 0.26 54,856.53
Año 7 40,033,000 16 9,720.3433 405.01 1.11 0.11 0.37 64,576.87
Año 8 34,351,000 17 12,825.7320 534.41 1.46 0.46 0.84 77,402.60
Año 9 29,996,000 17 9,205.1726 383.55 1.05 0.05 0.89 86,607.77
Año 10 26,074,000 17 9,778.2556 407.43 1.12 0.12 1.00 96,386.03
Resultado General de Escenario 03

24. Resultados
24
Años
Mineral a Extraer
(ton)
Camiones Horas Días Años
Delta
Años
Delta Años
Acumulado
Horas
Acumuladas
Año 1 45,000,000 9 8,405.0283 350.21 0.96 -0.04 -0.04 8,405.03
Año 2 44,500,000 11 8,586.7915 357.78 0.98 -0.02 -0.06 16,991.82
Año 3 45,917,000 11 9,042.5545 376.77 1.03 0.03 -0.03 26,034.37
Año 4 43,737,000 14 9,261.6158 385.90 1.06 0.06 0.03 35,295.99
Año 5 49,646,000 15 8,883.8179 370.16 1.01 0.01 0.04 44,179.81
Año 6 44,977,000 17 8,544.4257 356.02 0.98 -0.02 0.02 52,724.23
Año 7 40,033,000 17 8,591.8598 357.99 0.98 -0.02 0.00 61,316.09
Año 8 34,351,000 19 8,761.9428 365.08 1.00 0.00 0.00 70,078.04
Año 9 29,996,000 17 8,701.6443 362.57 0.99 -0.01 -0.01 78,779.68
Año 10 26,074,000 17 9,407.2077 391.97 1.07 0.07 0.07 88,186.89
Resultado General de Escenario 04

25. Parámetros Económicos
25
1) INDICADORESECONOMICOS
FECHA JUNIO 06, 2015
UF 24.933,60
DÓLAR 635,61
2) PRECIO DELOSEQUIPOS
PRECIO UNITARIO RTW
Modelo USD
Camion 240 ton 2.500.000
Pala 20 m3 4.500.000
3) TARIFA MONTO FIJO DEMANTENCION
Periodo Horas 0 - 6.000 6.001 -12.000 12.001 - 18.000 18.001 - 24.000 24.001 - 30.000 30.001 - 36.000 36.001 42.000 42.001 - 48.000 48.001 54.000 54.001 - 60.000
UF 20.836 22.640 22.916 17.658 17.658 29.236 29.236 29.236 23.389 23.389
Horaspor año = 6000 Hrs.
4) TARIFA DEREPUESTOS
N° Modelo Flota Estimada Periodo Horas 0 - 6.000 6.001 -12.000 12.001 - 18.000 18.001 - 24.000 24.001 - 30.000 30.001 - 36.000 36.001 42.000 42.001 - 48.000 48.001 54.000 54.001 - 60.000
1 Camion 240 ton Unitario USD/ Hr 10,33 75,25 178,83 101,39 145,41 193,90 70,33 91,78 167,69 109,55
2 Pala 20 m3 Unitario USD/ Hr 11,27 68,58 166,46 144,62 398,49 95,35 215,31 160,34 84,25 10,59
Horaspor año = 6000 Hrs.
Tarifa Variable Tramo - Costo Hora Operacional
Tarifa Variable Tramo - Costo Hora Operacional
Total Monto Fijo (UF)

26. Evaluación Económica
26

27. Evaluación Económica
27
VAN (UF) Var (%) Inversión Var (%)
Caso Base 32.788.677 1,108,907
Escenario 01 31.534.444 -3.82% 1,108,907 0.0%
Escenario 02 26.325.069 -19.71% 1,108,907 0.0%
Escenario 03 31.290.891 -4.56% 1,427,558 28.7%
Escenario 04 80.516.769 145.56% 1,427,558 28.7%

28. Evaluación Económica
28
VAN (UF) Var (%)
Caso Base 32.788.677
Caso Base a 2.38 27.649.575 -15,7%
Escenario 01 a 2.38 26.579.476 -18,9%
Escenario 02 a 2.38 22.146.818 -32,5%
Escenario 03 a 2.38 26.316.214 -19,7%
Escenario 04 a 2.38 67.936.893 107,2%

29. Conclusiones
29
- Variables consideradas comúnmente como determinísticas: Disponibilidad Física, MTBF, MTTR,
tiene un Alto Impacto en la Operaciones de Transporte de Mineral.
- De igual forma no considerar la dinámica de teoría de colas y con ciclo cerrado, puede ser un
aspecto metodológico grave al momento de planificar.
- En esta tesis se demostró que un aumento del CAPEX en los proyectos, no necesariamente
significa una reducción de rentabilidad, sino muy por el contrario puede aumentar el Valor
Actual del Proyecto
- Tener un plan de incorporación de equipos adecuado para cada requerimiento de
producción, ayuda a mejor el valor del Proyecto.

30. Recomendaciones
30
- Las políticas de mantenimiento de equipos tienen un gran impacto en el nivel de
servicio del sistema o la productividad, por lo que cualquier mejora en la planificación del
mantenimiento significa un aumento del margen del negocio.
- Incorporar la dinámica del sistema, ya sea por técnicas como simulación, ayudan a tener
una mayor precisión del comportamiento del sistema, por lo que deben considerase en la
planificación de largo plazo.

31. Magister en Gestión de Operaciones
“MODELO SIMULACIÓN PARA EL
DIMENSIONAMIENTO DE FLOTA DE TRANSPORTE
EN PROYECTOS GREENFIELD OPEN-PIT”
Alumnos
Álvaro Cepeda
Alex Retamal
Profesor
Eduardo Rodriguez
Gerardo Muñoz
Santiago 4 de septiembre 2015

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