Aplicación de la descomposición de Benders al problema de transición minera
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Date
2023
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Abstract
Un desafío actual que enfrenta la industria minera es lidiar con el problema de transición minera (TMP por sus siglas en ingles), donde pasamos de un tipo de extracción de mina abierta (Open Pit) a uno de extracción subterránea (Underground), intentando maximizar el valor presente neto (VPN). Este estudio tiene como objetivo desarrollar un algoritmo de optimización capaz de resolver el TMP. El problema es NP-duro, y por lo tanto, computacionalmente intratable. Se comparan tres enfoques ad hoc – solución exacta, Algoritmo exhaustivo y la descomposición de Benders – para diferentes escenarios (basados en problemas de diferente tamaño con horizontes de programación diferentes), utilizando Gurobi y el algoritmo de Bienstock-Zuckerberg (BZ algorithm) para resolver el problema de cielo abierto en los últimos enfoques. El TMP es formulado como un modelo de programación lineal entera mixta, implementado en Python y resuelto con el optimizador de Gurobi. Los resultados muestran que la descomposición de Benders con el algoritmo BZ es superior a los otros enfoques en tiempo de ejecución, costo computacional y factibilidad para abordar problemas de mayor envergadura a cambio de un costo marginal en la calidad del VPN obtenido. Además, se muestra que este algoritmo es el único capaz de encontrar el punto y periodo óptimo de transición, independientemente de la cantidad total de combinaciones de periodos y puntos de ubicación del pilar corona factibles a evaluar. Esto se logra a través de los cortes de optimalidad propuestos en el algoritmo.
Description
Tesis (Magíster en Ciencias de la Ingeniería)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2023.
Keywords
Minas en transición, Minería subterránea, Cielo abierto, Programa de producción, Optimización, Descomposición de Benders, Algoritmo BZ