Aplicación de simulación de eventos discretos en una cantera

Abstract

La minería de pequeña escala afronta retos considerables, principalmente por la escasez de recursos financieros y tecnológicos, lo que da lugar a soluciones poco convencionales y una dependencia del trabajo manual. Esta situación se traduce en una falta de eficiencia operativa, impactando adversamente tanto la producción como los tiempos de operación. Las operaciones esenciales, como la carga y el transporte, se ven particularmente comprometidas, lo que provoca incrementos notables en los tiempos de ejecución y una disminución en los niveles de producción. Por esta razón, este estudio busca abordar esta problemática mediante la implementación de modelos de simulación de eventos discretos. Para ello se construye un modelo de simulación en el software Arena empleando datos de ciclos de carguío y transporte hacia un punto de conminución de una cantera ubicada en Sao Paulo, Brasil, lo cual permitió analizar distintos escenarios de operación en donde se considera el caso de la ampliación de la rampa, evaluando el desempeño de configuraciones en el número de palas y camiones. Las simulaciones muestran que el chancador limita el flujo de mineral al crear largas colas de camiones en espera. Esto lleva al sistema a alcanzar su capacidad máxima con tan solo tres camiones en operación. La ampliación de la rampa no genera cambios significativos, ya que el cuello de botella sigue siendo el chancador. De igual manera, añadir una segunda pala resulta ineficaz, ya que el flujo está estancado y no se logra una utilización al 100% de las palas debido a la capacidad limitada del chancador. Estos resultados sugieren que las modificaciones propuestas no mejoran sustancialmente la eficiencia operativa del sistema bajo las condiciones actuales. En conclusión, el estudio demuestra que la simulación de eventos discretos es una herramienta eficaz para mejorar la toma de decisiones en la minería de pequeña escala, proporcionando un enfoque accesible y de bajo costo para la planificación estratégica y la mejora de la competitividad del sector. Small-scale mining faces considerable challenges, primarily due to the lack of financial and technological resources, leading to unconventional solutions and a reliance on manual labor. This situation results in a lack of operational efficiency, adversely impacting both production and operation times. Essential operations, such as loading and transportation, are particularly compromised, causing significant increases in execution times and a decrease in production levels. For this reason, this study aims to address this issue by implementing discrete event simulation models. A simulation model was developed using Arena software, incorporating data from loading and transportation cycles to a comminution point at a quarry located in São Paulo, Brazil. This approach enabled the analysis of various operational scenarios, including the potential ramp expansion and the evaluation of configurations involving different numbers of shovels and trucks. The simulations show that the crusher acts as a bottleneck, limiting the mineral flow, creating long queues of waiting trucks, and reaching the system's maximum capacity with three trucks in operation. Ramp expansion does not produce significant changes, as the bottleneck remains the crusher. Similarly, adding a second shovel proves ineffective since the flow is constrained, preventing 100% utilization of the shovels due to the crusher’s limited capacity. These findings suggest that the proposed modifications do not substantially improve the system's operational efficiency under current conditions. In conclusion, the study demonstrates that discrete event simulation is an effective tool for enhancing decision-making in small-scale mining. It provides an accessible and low-cost approach to strategic planning and improving the sector's competitiveness.