Fundamentos de Ingeniería de Minas: Planificación, Riesgos y Optimización de Proyectos

Conceptos Fundamentales de Recursos y Reservas Minerales

El modelo de recurso sirve para cuantificar los minerales (Mx) disponibles en un yacimiento.

La planificación es una estrategia para anticipar y mitigar factores que puedan afectar las ganancias futuras.

La reserva es el tonelaje (Tn) que se extrae del plan de producción, es decir, lo que se saca del yacimiento. El recurso es la totalidad de lo que existe en el yacimiento.

Clasificación de Recursos

Los recursos se clasifican según la confianza geológica y la disponibilidad de datos:

Recurso Medido: Cuando se dispone de abundantes datos y la continuidad geológica es bien conocida.
Recurso Inferido: Cuando faltan datos y la continuidad geológica es asumida.
Recurso Indicado: Cuando se tienen suficientes datos para una estimación razonable y la continuidad geológica es razonablemente bien conocida.

Valoración de Depósitos Minerales

El valor de un depósito mineral o de una mina en operación solo puede recuperarse mediante su venta. Es importante considerar que los valores percibidos por el vendedor y el comprador pueden ser considerablemente diferentes debido a diversas perspectivas y estrategias.

Planificación Minera y Estrategias

La planificación es una parte esencial del proceso para maximizar el rendimiento de un proyecto minero. Se distinguen cuatro tipos principales:

Tipos de Planificación

Planificación Estratégica: Implica el posicionamiento de la empresa para aprovechar los posibles resultados futuros.
Predicción del Futuro: Se deben desarrollar estrategias claras. Para decidir qué minerales o metales explotar, es necesario tener una visión clara del futuro.
Previsión de los Precios de los Metales: Fundamental para la toma de decisiones económicas.
Establecimiento de Límites Operativos: Define el alcance de la empresa, incluyendo: ¿en qué países operar?, ¿qué minerales explotar?, ¿qué partes de la cadena de valor abordar?, entre otros.

Etapas y Consideraciones Clave del Proyecto Minero

El desarrollo de un proyecto minero involucra una serie de etapas y consideraciones fundamentales:

Definición de países y productos básicos.
Planificación empresarial.
Aseguramiento de recursos minerales de calidad.
Desarrollo exitoso de proyectos.
Gestión de la producción de calidad.
Elaboración del plan anual.
Planificación de minas.
Definición del objetivo de exploración.
Perforación de exploración.
Definición de recursos.
Plan de vida de la mina (LOM).
Diseño conceptual.
Evaluación económica.
Definición de la reserva.
Producción y programación de proyectos.
Diseño final.
Planificación operativa.
Proyectos y estudios de factibilidad (evaluando la probabilidad de éxito).
Estimación de tonelaje (Tn) y ley del recurso.
Estimación de las tasas de producción.

Gestión de Riesgos en Proyectos Mineros

La identificación y gestión de riesgos es crucial para la viabilidad de un proyecto.

Riesgo Técnico

Grado y variabilidad de los recursos.
Tasas de producción.
Gastos operativos y de capital.
Rendimiento metalúrgico.

Riesgo Comercial

Precios de materias primas.
Tipos de cambio.
Comercialización.
Costes externos.
Cargos gubernamentales.
Gastos de flete.
Cargos por tratamiento.
Riesgo político.
Estabilidad del gobierno.
Seguridad del título.
Controles de intercambio.
Acceso a los mercados comerciales.

Riesgo vs. Tiempo

La probabilidad de lograr cierto beneficio o margen de caja disminuye con el tiempo. Cuanto mayor sea el proyecto, mayor será el riesgo general.

Reducción del Riesgo

Adquirir más datos.
Realizar estimaciones e investigaciones más detalladas.
Contratar servicios externos, particularmente para minería a cielo abierto.
Vender producto a futuro (forward selling).
Vender parte del proyecto a un socio de Joint Venture (JV).

Variables y Fórmulas Económicas Clave en Minería

Variables

y: Recuperación metalúrgica (%).
h: Costo unitario de planta ($/Tn).
k: Costo unitario de mercado ($/Tn).
p: Precio del mineral (Mx) ($/año).
(p-k): Precio neto ($/kg).
f: Costo fijo ($/año).
F: Costo de oportunidad ($).
d: Tasa de descuento (%).
v: Potencial del proyecto ($).
g: Ley media del mineral (Mx) (%).
x: Capacidad de planta (Tn/año).
dv/dt: Diferencial del valor aplicando la tasa de descuento.
td: Tasa de descuento aplicada.
H: Capacidad de planta o tratamiento (Tn/año).
K: Capacidad de venta (kTn/año).

Costo de Oportunidad

F = d * v - dv/dt

Cambio de Precio (p1 -> p2)

(p1 - k) * g * y * x - (p2 - k) * g * y * x = $x

td = $x / (1 + d)

dv/dt = v - $x / (1 + d)

F = d * td - dv/dt

Métricas de Producción y Ley de Corte

La relación entre Tonelaje (TN), Porcentaje de Ley (%LEY) y Toneladas Métricas Finas (TMF) es fundamental para la evaluación de recursos y reservas.

TN / %LEY / TMF => LC (0-100%) / Sumatoria TMF / Ley Media

Para un corte de ley del 0%, se consideran todas las TMF, y la ley media se calcula como la suma de todas las leyes dividida por el número de leyes, todo dividido por 100.

La relación TMF – LC – Ley Media es crucial para la planificación y optimización minera.

Optimización de Diseño de Mina a Cielo Abierto: Software Whittle

Whittle es un conjunto de herramientas configurables diseñado para la planificación y optimización, principalmente en la industria minera a cielo abierto. Es importante destacar que el pit final no siempre corresponde al Valor Actual Neto (VAN) máximo, ya que la selección del pit final dependerá de los objetivos estratégicos de cada empresa.

Opciones de Análisis en Whittle

Best Case (Mejor Caso)

Esta opción realiza el análisis bajo las condiciones más favorables con las que se generó el conjunto de pits anidados. Considera cada pit como una fase, consumiendo las reservas de acuerdo con la secuencia Whittle originalmente calculada. Operacionalmente, esta estrategia de consumo es inviable debido a las distancias entre fases y los anchos mínimos requeridos. No obstante, su utilidad radica en que representa la opción con el Valor Actual Neto (VAN) más alto.

Worst Case (Peor Caso)

Esta opción realiza el análisis para el peor escenario, es decir, con las condiciones más desfavorables para la construcción de los pits anidados. Se basa en el consumo de reservas a banco completo, lo que significa que las reservas se consumirán banco a banco hasta el pit final. Operacionalmente, esta estrategia de consumo es posible de lograr, pero representa la forma menos óptima de operar, entregando el Valor Actual Neto (VAN) más bajo del proyecto.

Specified Case (Caso Especificado)

Esta opción genera el análisis de un caso específico que, por lo general, se encuentra entre el peor y el mejor caso, tendiendo a ser cercano a la realidad operativa.

Algoritmos de Programación de Extracción (Specified Case Scheduling Algorithm)

Se debe seleccionar el algoritmo que se utilizará para planificar la extracción:

Milawa NPV: Aplica el algoritmo de Milawa maximizando el Valor Actual Neto (VAN), resultando en la planificación con el mejor valor presente.
Milawa Balanced: Aplica el algoritmo de Milawa manteniendo un equilibrio entre las capacidades límite de las unidades productivas.
Fixed Lead: Requiere ingresar el número de bancos que compondrán cada fase de la mina.
User Defined: Permite ingresar una planificación definida por el usuario, identificando los bancos involucrados para cada fase contemplada.

Estudios de Prefactibilidad y Factibilidad en Proyectos Mineros

Estudio de Prefactibilidad

El estudio de prefactibilidad consiste en un análisis preliminar de la idea del proyecto, evaluando la disponibilidad de información y generando una nota de idea de proyecto. Su objetivo principal es seleccionar la alternativa óptima entre las opciones iniciales.

Este estudio profundiza en los aspectos de mercado, técnicos, legales, administrativos, socioeconómicos y financieros, basándose en la información preliminar.

Estudio de Factibilidad

El estudio de factibilidad evalúa la disponibilidad de los recursos necesarios para llevar a cabo los objetivos o metas señalados. Generalmente, la factibilidad se determina sobre un proyecto específico, considerando:

Técnica: Si existe o está al alcance la tecnología necesaria para el sistema.
Económica: Relación beneficio-costo.
Operativa: Si el sistema puede funcionar eficazmente en la organización.

Este estudio busca generar una decisión definitiva sobre la realización del proyecto y la definición detallada de los aspectos técnicos, así como el cronograma de actividades.