Caso aplicado · Módulo 3 · Unidad 11

Enfoque guía: Cálculo multivariable

La planta vive en R⁼: curvas de nivel, dominios y funciones de varias variables a la vez

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Módulo 3 — Cálculo y optimización · Unidad 3 de 4
Caso flotación Cu · Módulo 3 · Unidad 11

Cálculo multivariable

f(pH, espumante, aire, …) — el mismo soft sensor como función en seis dimensiones

Idea central

Cada hora del CSV es un punto x ∈ R⁼ (6 sensores). La recuperación estimada es f(x). Cálculo multivariable describe superficies, curvas de nivel y qué pasa cuando cambian varias variables juntas.

Conecta unidades 5–8 (matriz X, norma, regresión) con unidad 9 (gradiente).

1. Dominio y punto de operación

VariableMedia demoσ demoRango típico
pH10,410,15~10,0–10,6
Flujo aire122,312,4~100–150
Nivel celda69,98,4~55–92
Espumante~32~24–46

Punto medio x₀: vector de medianas/medias — mismo x₀ del Paso 7 (distancia al normal).

2. Curvas de nivel (2 variables)

Fijando P80, nivel y ley cabeza en sus medias, la recuperación lineal depende sobre todo de pH y espumante:

f(pH, esp) ≈ c + 0,99·pH − 0,27·esp

Curvas de nivel (iso-recuperación): rectas paralelas en el plano (pH, espumante). Subir pH o bajar espumante mueve la operación hacia iso-líneas más altas.

espumante → 46 | rec baja ~~~~~~~~ iso 84% 36 | ~~~~~~~~ iso 85% ~~~~ 26 | ~~~~~~~~ iso 86% ~~~~ +------------------ pH → 10.0 10.4 10.6 Operación con espuma: punto alto-espumante / rec baja Régimen estable: zona iso 86% (demo sin evento ~86,4%)

3. Regla de la cadena (puente)

Si recuperación depende de espumante y espumante depende del turno t:

dR/dt = (∂R/∂esp) · (d esp / dt)

Útil para entender ritmo de cambio cuando el operador ajusta dosificación.

4. Excel — tabla de sensibilidad 2D

CSV demo. Fija medias en Excel y construye tabla:

=' Celda: recuperación estimada para pH en fila y espumante en columna
= $B$0 + 0.99*A2 + (-0.27)*B$1 + (términos fijos con otras medias)

Formatea con mapa de color: visual de curvas de nivel en la hoja.

5. Python — malla 2D

import pandas as pd
import numpy as np

df = pd.read_csv("datos_flotacion_demo.csv")
means = df[["ph","dosif_espumante_ml_min"]].mean()
ph = np.linspace(10.0, 10.6, 7)
esp = np.linspace(24, 46, 7)
# fijos otros coefs del modelo lineal (unidad 8/9)
for e in esp:
    row = [round(101.8 + 0.99*p - 0.27*e + const, 1)
           for p in ph]  # const = términos fijos
    print(e, row)

6. Investigación sugerida

Dibuja iso-recuperación 85 % y 86 % en (pH, espumante). ¿Dónde caen las horas con sobre_espumacion=1?

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