Desventajas de la planificación minera tradicional en minas a cielo abierto

El proceso de planificación tradicional en minas a cielo abierto consiste en las siguientes etapas secuenciales: definición de parámetros técnico-económicos, cálculo del pit final, cálculo de pits anidados, definición de fases, elaboración del diseño minero, construcción del plan minero y evaluación económica.

Una de las principales desventajas de esta metodología es la no consideración de cada una de los tipos de incertidumbres involucrados: geológica, operacional y de mercado. En particular, dentro de la incertidumbre de mercado, la incertidumbre asociada al precio del producto final no es considerada. Este aspecto puede tener consecuencias en las decisiones que se sustentan un plan minero de largo plazo. Por lo tanto, las decisiones de explotación de un proyecto minero son riesgosas dada la alta incertidumbre de las rentabilidades del negocio minero. Por lo tanto, es necesario que los proyectos mineros tomen en consideración esta incertidumbre del precio del producto final que explotan.

Flexibilidad: una manera de considerar incertidumbres del precio del producto.

La flexibilidad de un proyecto minero es una característica que le permite adaptarse a los cambios en las condiciones del mercado, en particular, al precio del producto que se explota. De este modo, un proyecto minero flexible podrá adaptarse ante variaciones de este precio.

La capacidad de un proyecto minero de adaptarse a los cambios en los precios del producto es un comportamiento que es observado en la realidad. En efecto, cuando los precios de los productos bajan, las compañías mineas recortan sus gastos e inclusive disminuyen su capacidad de producción en alguno casos. Por el contrario, cuando el precio sube, las empresas tratan de aprovechar la oportunidad y aumentan la producción por lo que según el tamaño de la empresa esta trata de manejar los precios flexibilizando tanto como sea posible la capacidad de sus procesos.

De manera de poder incorporar la flexibilidad en un proyecto minero, es necesario introducir el concepto de opción. Una opción se entiende como una forma de realizar un proceso productivo mina-planta. Por ejemplo, una opción se define completamente fijando las capacidades mina y planta, los costos mina y su inversión asociada.

La siguiente figura representa las múltiples opciones en que puede desarrollarse el proceso productivo mina-planta de un proyecto minero. En la figura, R representa los recursos del yacimiento a explotar. El conjunto M={M1,M2,M3,M4} representa las diferentes capacidades de movimiento de material de la mina. El conjunto P ={P1,P2,P3,P4} representa las diferentes capacidades de procesamiento de la planta. Las posibles opciones que posee el proyecto minero para flexibilizar el proceso productivo mina-planta frente a las variaciones del precio del producto son todas las combinaciones factibles entre los elementos del conjunto M y P.

Planificación minera considerando incertidumbres del precio del producto final

De manera de incorporar la flexibilidad a un proyecto minero a cielo abierto se propone un modelo de optimización. Este modelo tomará decisiones entre todas las opciones posibles de desarrollar el proceso mina-planta, considerando la incertidumbre del precio del producto final. Por su parte, la modelación de la incertidumbre del precio del producto final es realizada mediante simulaciones de Montecarlo.

El modelo de optimización es el responsable de la toma de decisiones ante la incertidumbre de precios. Corresponde a un modelo de optimización lineal entero-mixto. La función objetivo es la maximización del VAN. Las componentes de la función objetivo son ingresos, costos, inversiones necesarias para ejercer una opción y costos de abandono de las opciones.

El modelo de optimización considera distintos tipos de opciones. Las restricciones del tipo precedencias establecen las relaciones de precedencias tanto entre las fases del yacimiento como de los bancos dentro de cada fase. Las restricciones del tipo opción enlazan las capacidades del proceso mina-planta de cada opción con el agendamiento de los recursos del yacimiento. Las restricciones del tipo abandono permiten modelar el abandono de una opción. Las restricciones de incompatibilidad y dependencia modelan este tipo de relaciones entre las opciones. Las restricciones del tipo desfase modelan la diferencia entre los periodos de tiempo que existen entre el periodo en se toma la decisión de una opción (que implica una inversión) y el momento en que efectivamente las capacidades del proceso mina-planta se materializan en el sistema minero. Finalmente, existe una restricción de límite presupuestario en inversiones en un cierto intervalo de tiempo.

Conclusiones

La planificación minera a cielo abierto tradicional posee etapas bien definidas y secuenciales: definición de parámetros técnico-económicos, cálculo del pit final, cálculo de pits anidados, definición de fases, elaboración del diseño minero, construcción del plan minero y evaluación económica. Sin embargo, no considera los tipos de incertidumbre presentes en el proceso: mercado, geológicas y operacionales. En particular, dentro de la incertidumbre de mercado, la no consideración de la incertidumbre de precio del producto final en el proceso de planificación minera puede llevar a tomar decisiones que no maximizan el valor del negocio minero. De manera de hacerse cargo de este problema, se propone una nueva metodología de planificación minera basada en opciones. Una opción se entiende como una forma de realizar el proceso de explotación mina-planta, definiendo capacidades, costos e inversiones. De esta manera, existen varias opciones para el desarrollo de un proyecto minero, las cuales son función del nivel de precios del producto final. Se propone un modelo de optimización entero mixto que es el responsable de la toma de decisiones ante la incertidumbre de precios. El modelamiento de los precios del producto final se desarrolla mediante simulaciones de Montecarlo. Se espera que el resultado de la aplicación de esta metodología propuesta será una distribución de probabilidad tanto de rentabilidades y producción así como alternativas de inversión de la infraestructura que soporte la capacidad de los procesos mina y planta de la opción elegida por el modelo de optimización, maximizando el valor del negocio en comparación a la metodología tradicional.

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