Artículo 3: Paso 3: Optimizar el programa de producción estratégico
La planificación de la producción es una etapa fundamental en el diseño y desarrollo de una explotación a cielo abierto.
En el flujo de trabajo de planificación minera estratégica de GEOVIA (SMP, por sus siglas en inglés), creado con el software de planificación GEOVIA Whittle y las herramientas de automatización de procesos SIMULIA, esta etapa comienza una vez que el planificador de la mina ha decidido lo siguiente:
- la mejor secuencia de fases o pushbacks para alcanzar el pit final, que ofrece un punto de partida y una dirección de extracción de alto rendimiento para maximizar el valor (véase el artículo 1), y
- tasas de producción que garanticen la extracción del yacimiento a una escala que aproveche plenamente su valor (véase el artículo 2).
El planificador minero sabe ahora, al menos de forma preliminar, qué bloques explotar y cuándo hacerlo, por lo que la gran pregunta que queda es cómo optimizar el programa de producción de forma que se ajuste a las restricciones técnicas y operativas, incluidas las características geológicas y geotécnicas, así como los parámetros económicos, medioambientales y sociales, y maximice el NPV.
Sin embargo, antes de que el planificador pueda hacerlo, tiene que entender qué puede optimizarse para que el programa de producción logre ese NPV más alto y se adhiera a los objetivos de la empresa. En el gráfico que aparece a continuación se muestran los pasos típicos en la cadena de valor de la explotación:
Pasos en la cadena de valor, de Enterprise Optimization, G. Whittle, 2010
En este artículo, explicamos cómo la secuencia del plan minero (mine Schedule) puede ser optimizada junto con siguientes pasos de la cadena de valor: ley de corte (cut-off), mezcla (blend) y acopio (stockpile). (No vamos más allá de los stockpiles, partiendo de la base de que una mina tendrá unos parámetros fijos para la planta de procesamiento, como la recuperación, la calidad del producto, la logística y las limitaciones del mercado, lo que hace que otros pasos queden fuera del alcance).
Optimización del programa
El objetivo de la optimización del programa es maximizar el NPV identificando qué material se extrae en cada fase y cuándo, ya que "el qué y el cuándo" afectarán al orden de los ingresos y los costes de la mina (lo que se conoce también como flujo de caja).
Para ayudar a determinar ese "qué y cuándo", GEOVIA Whittle utiliza el algoritmo Milawa, que busca balancear el retrasar el material estéril con adelantar el mineral de alta ley desde los pushbacks disponibles.
Optimización de la ley de corte
Hace algunos años, Kenneth Lane propuso una estrategia para la optimización de la ley de corte que ahora se utiliza ampliamente en la industria minera.
En términos (muy) simples, la teoría de Lane es que, si una mina restringe la calidad del mineral en los primeros años de producción, de modo que el material de bajo valor se descarta aunque esté por encima de la ley de corte marginal, aumentará el NPV de la mina porque ésta dedicará más tiempo al principio a procesar el mineral de mayor ley que, de lo contrario, se habría extraído y procesado más tarde.
Acopio en lugar de descarte
Sin embargo, hay otra forma de aumentar el NPV que no implica descartar el mineral viable.
El uso de acopios o stockpiles permite al planificador de la mina adelantar el mineral de alta ley en los primeros años de producción, como indica la estrategia de Lane, pero el mineral marginal no se descarta, sino que se almacena para que se procese en el futuro. Esto desplaza la balanza hacia limitaciones de mayor calidad en los primeros años del proyecto minero, pero también utiliza el resto del mineral viable más adelante, lo que aumenta el NPV durante la vida útil de la mina.
Mezcla extractiva
Al conducir a mejoras decisivas en el procesamiento, la mezcla extractiva también puede aumentar el NPV.
Para las minas con restricciones en cuestión de mezcla, la mezcla extractiva ayuda a los planificadores de minas a:
- controlar variables, como la dureza media de la roca y la proporción de arcilla, que afectan la capacidad de un molino para procesar el mineral, lo que permite mejorar el rendimiento
- mejorar el control de la cantidad de azufre que acaba en los autoclaves, lo que permite reducir los costes y acelerar los tiempos de reacción, y
- disminuir la cantidad de materiales perjudiciales procesados, lo que conduce a un aumento de la recuperación y una reducción de los costes de procesamiento.
Para mejorar la calidad del mineral extraído y satisfacer al mismo tiempo las restricciones en términos de calidad (leyes mínimas y/o máximas), GEOVIA Whittle proporciona "contenedores de mezcla" (blend bins) que permiten al planificador utilizar modelos existentes sin tener que reclasificar manualmente los datos del modelo de bloques para definir las mezclas más adecuadas.
Complejos mineros
A menudo, las empresas mineras tienen dos o más minas que están lo suficientemente cerca como para compartir la infraestructura. Si bien esta proximidad significa que la planificación y la optimización deben realizarse teniendo en cuenta todo el complejo minero, la elección del pit final y las fases o pushbacks para cada mina deben realizarse individualmente para mantener la flexibilidad en la secuencia global entre las diferentes minas.
Con el flujo de trabajo de planificación de extracción estratégica de GEOVIA, es posible:
- identificar los mejores pushbacks direccionales para cada mina (véase el artículo 1) y combinar las envolventes de cada mina en un único modelo de bloques, y
- variar los parámetros de "Hill of Value" (véase el artículo 2) para cada mina independientemente o para todas las minas juntas (¡atención al número de iteraciones!).
En conjunto, esto definirá la explotación optimizada para el complejo minero, así como para las minas individuales, y establecerá los límites de procesamiento tanto a nivel global como individual.
Optimización simultánea
Tradicionalmente, las definiciones de la optimización de la ley de corte y de las restricciones de mezcla se hacen de una en una, después de definir el programa de producción óptimo en la ley de corte marginal. Sin embargo, las dos definiciones están vinculadas: un cambio en la definición de la ley de corte o en las restricciones de mezcla a menudo significa que el programa de extracción identificado puede no ser óptimo para el nuevo escenario.
El último paso en el flujo de trabajo de planificación de extracción estratégica (SMP) de GEOVIA es utilizar la optimización simultánea (SIMO) de GEOVIA Whittle para optimizar el programa, las leyes de corte (con restricciones en términos de mezcla) y las reservas al mismo tiempo para garantizar una total alineación.
Comparación del aumento del NPV entre un método secuencial contra Optimización Simultánea (SIMO). Por separado, la optimización del programa, ley de corte, acopios y mezcla presentan un NPV menor.
Pasos de la Optimización Simultánea (SIMO)
SIMO se basa en métodos heurísticos (básicamente, atajos de alta tecnología) para buscar el escenario de mayor rendimiento en tres pasos principales:
Paso 1: Agregar el material del banco de una fase según los "contenedores de mezcla", considerando que los bloques con leyes similares de material se comportarán de manera parecida en la optimización. Esta agrupación en contenedores reduce en gran medida el tamaño del problema sin que afecte a los resultados.
Paso 2: Encontrar una solución óptima utilizando numerosas iteraciones para estimar la ley de los stockpiles a través de métodos numéricos, partiendo de un programa inicial factible, para determinar la profundidad total extraída en cada corte de guía para cada período.
Paso 3: Encontrar la solución óptima. Dado que el paso 2 depende de la programación factible inicial, SIMO repite el procedimiento un gran número de veces mediante un muestreo aleatorio de todo el espacio de soluciones. Normalmente, la heurística converge hacia un valor máximo y la posibilidad de encontrar una solución significativamente mejor disminuye.
Para conocer más detalles sobre GEOVIA Whittle SIMO, puede consultar el artículo "GEOVIA Whittle: Simultaneous optimization", disponible en inglés, en la Comunidad de Usuarios GEOVIA (GUC).[RJ1]
Conclusión
Después de SIMO, el planificador tendrá la información más precisa posible para crear un programa de producción estratégico que:
- almacena el mineral marginal para su uso posterior, lo que aumenta el NPV
- adelanta la calidad del mineral extraído, lo que conlleva mejoras decisivas en el flujo de caja descontado, considerando los rendimientos del procesamiento, los costes y las recuperaciones, y
- puede personalizarse para un complejo minero así como para minas individuales.
- En el artículo 4 de esta serie, analizamos cómo evaluar los riesgos asociados al de extracción estratégico y cómo garantizar que sea lo más sólido y firme posible.
