Metodología multietapa para la planificación de la producción de largo plazoen minas a rajo abierto bajo incertidumbre geológica

Abstract

Esta tesis aborda el problema de planificación de la producción de largo plazo en minas de cielo abierto, considerando incertidumbre geológica. La solución de este problema define cómo y cuándo se extraerán las reservas mineras, generando una promesa que compromete la producción en el tiempo. Debido a la envergadura del problema es usual dividir en tres etapas el proceso de planificación, generando tres problemas relacionados que son resueltos secuencialmente para obtener un plan de producción tentativo, a saber: (i) la determinación del pit final, que consiste en delimitar la subregión de la mina donde se realizará la extracción; (ii) la selección de pushbacks, que corresponden a una partición del pit final que permiten guiar la secuencia de extracción y controlar el diseño; y por último, (iii) el agendamiento temporal de la producción, que se encarga de definir dentro de cada pushback cuándo serán extraídas las distintas zonas y cuáles de ellas serán procesadas. Si bien la incertidumbre geológica no es considerada en la metodología tradicional, la mayoría de los esfuerzos realizados para incorporarla sólo lo han hecho dentro de la etapa de agendamiento, definiéndolo dentro de un pit final determinista, en cuyo interior se dispone de un conjunto de escenarios que modelan la incertidumbre. Es más, estos resultados ni siquiera consideran la selección de pushbacks como una etapa dentro del proceso, pasando directamente de una definición determinista de pit final al agendamiento bajo incertidumbre, lo que puede generar resultados difíciles de operativizar. En este trabajo de tesis se propone y evalúa una metodología que incorpora la incertidumbre geológica en las tres etapas mencionadas. Para cada una de ellas, se proponen y evalúan modelos que consideran el riesgo asociado al desconocimiento que se tiene de la zona mineralizada. Las principales contribuciones de esta investigación son: (i) desarrollo de un modelo multiobjetivo que permite generar la frontera eficiente de alternativas de pit final en el plano valor esperado-riesgo; (ii) definición de un nuevo modelo que automatiza la selección de pushbacks a partir de un conjunto de pits anidados y criterios bien definidos; e (iii) implementación de un modelo que maximiza el valor descontado y, a la vez, minimiza el costo total de la incertidumbre asociado a las desviaciones de los objetivos de producción, cuando se considera un conjunto de escenarios que caracterizan la incertidumbre de leyes. Estos nuevos modelos consideran la evaluación del riesgo en todas las etapas, permitiendo generar planes de producción más robustos. En el caso de estudio presentado, los resultados muestran que se puede obtener un incremento de valor descontado en 2% y, más importante aún, que el costo total de la incertidumbre se reduce en un 68%, respecto a la metodología usual que no considera la incertidumbre. Por lo tanto, se pueden tomar mejores decisiones en la planificación de la producción de largo plazo de minas a cielo abierto.