Este documento describe un proyecto de diseño para medir la profundidad de agua en pozos y reservorios de minas de carbón a cielo abierto. El proyecto busca desarrollar un sistema que mida y controle las cantidades de agua acumuladas durante el invierno, lo que permitiría mejorar la productividad al evacuar el agua de manera más eficiente. El proyecto utilizaría sensores hidrostáticos, PLC, bombas y otros equipos para medir, monitorear y controlar los niveles de agua. De

1. MEDIDORES DE PROFUNDIDAD Y/O SENSORES HIDROSTÁTICOS
PARA LOS POZOS O RESERVORIOS EN LOS TAJOS DE
MINAS DE CARBÓN A CIELO ABIERTO
RAFAEL PACHECO NARVAEZ
LUIS ENRIQUE SCHMALBACH
MICHELANGELO CIANCI
JAVIER ALVARADO WILCHES
DISEÑO DE PROYECTOS
GRUPO 201
Junio 2012

2. PLANTEAMIENTO Y FORMULACION
DEL PROBLEMA
 La problemática que se presentan en la industria de la
minería a cielo abierto, específicamente la explotación de
carbón , durante los meses de invierno genera un
inconveniente con las aguas lluvias acumulándose en las
excavaciones inferiores creando reservorios o pozos
produciendo una demanda con la necesidad para medir y
controlar la cantidades de aguas acumuladas. Estas
empresas mineras han realizado muchos estudios
pertinentes sin tener éxitos. Estas aguas acumuladas no
permite un avance seguro en la extracción del estéril y el
mineral carbón causando grandes perdidas a un alto costo.
 Al desarrollar un sistema que logre mitigar los efectos
causados a un corto plazo mejoraríamos un análisis claro y
medible con este producto y equipos que formulamos
corrigiendo esta demanda y problemática.

3. JUSTIFICACION
 Es muy importante para el grupo realizar y justificar este
proyecto ya que hemos visto el gran atraso que se nota en la
industria de explotación minera a cielo abierto, donde todas
estás empresas se encuentran ubicadas en la segunda
ubicación invernal del país.
 Mejoraríamos mucho con estos equipos colocados en estos
reservorios ya que sabríamos que cantidad de aguas
acumuladas hay y poder retirar en metros cúbicos por horas y
mantener un monitoreo de cuanta agua entra y cuanto sale
diariamente.
 Los beneficios serian muy aceptables para mejorar la
productividad de la explotación con estos niveles de las aguas
en lo mas mínimo podremos mantener las maquinarias
trabajando y no atollándose en estos puntos donde se excava
el material estéril y llegar al carbón para su traslado a los
acopios y no seguir creando estos grandes impactos
controlando el manejo de las presiones para no comprometer
los conductos regulares entre los compañeros de trabajo y a su
vez bajando los costos de la producción.

4. OBJETIVO GENERAL
Al realizar este proyecto observamos la gran importancia en mejorar
nuestras consultas investigativas utilizando el producto principal
estudiado e integrando con los equipos y con unas buenas herramientas
la construcción de esta empresa con el fin de prestar servicios y
asesorías en la industria de la minería a cielo abierto en medir y
controlar la cantidad de aguas acumuladas en sus reservorios o pozos
donde estos han sido un problema por parte de estas compañias.
Mediante este proyecto le proveeremos a estas empresas una
oportunidad de eficiencia utilizando nuestra propuesta de asesorías a la
gran demanda creada por el problema invernal que las agobia en
mejorar su capacidad de producción a un bajo costo.

5. OBJETIVOS ESPECIFICOS
Identificar la estructura general de la idea necesitada del proyecto de investigación planteada.
Analizar los elementos y conceptos de la información necesaria para el desarrollo de la
actividad con los estudios de geología y topografía midiendo la cantidades de aguas en los tajos
inferiores.
Efectuar un estudio geoquímico de las aguas al ser evacuadas a los ríos y no dañar el medio
ambiente.
Determinar a través del estudio técnico los requerimientos de equipos y materiales necesarios
para mejorar las evacuaciones de estas aguas de lluvias.
Efectuar los correspondientes estudios financiero y económico del proyecto y realizar la
respectiva evaluación que permita establecer la viabilidad del mismo.
Objetivos relacionados con el talento humano.
Brindar oportunidades de capacitaciones de los técnicos antiguos en las condiciones de
aprendizajes para estos nuevos equipos.
Contribuir con la disminución de los niveles de pobreza y desocupación en el municipio de la
jagua de Ibirico y municipios alrededores.

6. MARCO CONTEXTUAL
Con los estudios vimos el problema que se presenta en la industria de explotación
minera a cielo abierto en los departamentos del CESAR y GUAJIRA, específicamente
en el municipio de la jagua de Ibirico en el cesar, durante la época de invierno se genera
inconvenientes y condiciones laborales de una productividad para la empresas muy
bajas y con altos costos.
Estas empresas han realizado estudios pertinentes utilizando métodos y técnicas con
empresas que manejan medidas con patrones o barras si saber las verdaderas
cantidades de aguas que entran y que evacuan obteniendo resultados catastróficos .
Para desarrollar un sistema que logre mitigar los efectos causados por la época de
invierno que evacue de forma rápida las aguas que se estancan en los pozos inferiores
que se generan extrayendo el material estéril para lograr llegar al manto del carbón,
mejoraríamos en gran manera las condiciones laborales aplicando nuestro diseño de
este proyecto.

7. El trabajo que estamos presentando es considerado para la
industria minera a cielo abierto como la acción de mejorar un
problema, tomándolo como una herramienta capaz de prevenir
inconvenientes mayores en este sector minero.
Con esta propuesta desarrollamos una competencia en
servicios y asesorías, en secuencia didácticas para un futuro
sostenible en controlar y evacuar todas las aguas gracias al
producto investigado.

8. Al proponer esta investigación obtuvimos varias inquietudes las cuales
fuimos organizando paso a paso y con la ayuda de la tutoría.
La fuente directa fue vista en la empresa donde labora uno de nuestros
compañeros; en la que cada vez que llega el invierno no se tiene una
solución adecuada, ni las herramientas necesarias para avanzar con el
problema que se causa. Se bajan las estadísticas en la producción y aquí
vemos la perdida de la disponibilidad en el mes de mayo.
PRONOSTICO DE DISPONIBILIDAD A FIN DE MES NO ALCANZADAS
TODAY 10-Jun-12
FECHA INICIO PLAN 1-May-12
No Dias 31
Dias Transc. 20
Dias Faltantes 11
Disp. % Disp. Prog. Pron. días
Equipos Actual Disp. Plan. Imprev. Hrs Prog. Falt. Falt. falt. Pron. Mes
EH061 72,0% 83,0% 8,3% 17,0 6,4% 85,2% 76,7%
EH062 84,0% 83,0% 8,3% 12,0 4,5% 87,1% 85,1%
EH067 85,0% 83,0% 8,3% 12,0 4,5% 87,1% 85,8%
80,3% 83,0% 82,5%
Disp. % Disp. Prog. Pron. días
Equipo Actual Disp. Plan. Imprev. Hrs Prog. Falt. Falt. falt. Pron. Mes
EH065 82,0% 83,0% 8,3% 18,0 6,8% 84,8% 83,0%
82,0% 83,0% 83,0%

9. PROCEDIMIENTO METODOLOGICO
En el foro de esta asignatura se escogió una sola propuesta de investigación
entre los compañeros y de acuerdo al área del saber de ingeniería electrónica.
Se reviso detenidamente la metodología en el desarrollo bajo el marco asignado
incluyendo la guía de actividades y del modulo de proyecto de grado encaminados
hacia la realización de este proyecto dando una propuestas que responda a unas
necesidades especificas acerca del conocimiento y análisis estudiado en el
desarrollo del trabajo, son integradas las diferentes actividades y agrupadas en
fases para lograr el objetivo que se desea alcanzar tomando como base este
trabajo realizado para el logro de los objetivos propuestos para la compañía.
Donde se establecen unas asignaciones y responsabilidades, diseñar un
cronograma o arquitectura del diseño.
Definir los estándares de las mediciones variables con el fin de mostrar y
visualizar un sistema para la presentación y recopilación de resultados.
Capacitación al personal encargado de su elaboración y enterar a todo el
personal para comprometer a toda la organización en su desarrollo.
Establecer metas que determine acciones precisas en un orden de ideas.

10. La propuesta ha tenido un buen alcance ya que fue presentada a la empresa
donde labora un compañero nuestro, verbalmente y por correo electrónico. La
propuesta es que podríamos controlar monitoreando las columnas de aguas
que se acumulan en los reservorios cada día y así poder planificar y
programar la maquinaria que se necesitaría en estos puntos de excavación, y
les ha parecido bastante interesante sobre todo a las gerencias de
producción y mantenimiento al ver que se puede mejorar la producción a un
corto plazo.
Las limitaciones es no poder desarrollar toda la investigación planificada y
estudiada en la practica. Sobre el producto que toma las medidas la sonda
podemos planificar la cantidad de equipos para mantener el mínimo de estas
aguas y como se ha dicho es la segunda zona invernal y de tormentas
eléctricas del país estos rayos constantemente causan daños a los equipos
electrónicos.
Mantener una financiación constante y buscar la mano de obra calificada con
una base y las herramientas adecuadas.

11. Las características e identificación es
una sonda de inmersión que Rango de Medición 0-1...0-200 mWS
comprende una celda de medición,
un transmisor de dos hilos y un cable
especial con tubo capilar. La cubierta
comprende acero inoxidable con un Material
Acero inox., Cable de
Polyuretano
diafragma sensible a la presión que
se protege con un casquillo plástico.
Funciona con la señal de nivel que
se determina por la diferencia de
presión entre la columna de agua en 3x ME, máx.
Max. Presión
la sonda y la presión atmosférica que Temperaturaa:60 °C
se transfiere a la sonda a través del
tubo capilar.
Su atributo es la celda de cerámica y
el sistema electrónico donde puede Precisión ± 0,5 % v. MB
trabajar en aguas limpias o bastante
turbia y a cualquier temperatura

12. Descripción de los consumidores o
beneficiarios del producto
Los consumidores de este servicio o asesoría que ofrecemos lo necesitan
empresas que se dedican a la explotación minera a cielo abierto, hoy en día
sufren una gran problemática con las aguas que se acumulan en sus
socavones inferiores por el fuerte invierno creándoles reservorios o pozos.
Estas empresas sufren un atraso sin poder medir las cantidades de agua
que se les acumulan atrasando la extracción de sus producciones a largo
plazo y costos muy altos. Con este diseño de proyecto nuestros usuarios
podrán controlar y mantener los niveles de estos reservorios bajos y
verificando que estas electrobombas no lleguen al fondo del lodo causándole
daños a estos equipos y grandes perdidas a la empresa.

13. Con esta empresa estaríamos prestando el servicio de asesorías a
un número específico de empresas entre los departamentos de la
guajira y cesar; (8) ocho empresas sin incluir las del departamento
de córdoba que serian (2) dos empresas y las de socavón que sería
una cantidad muy grande pero por ser inseguras no la tenemos
contempladas en nuestro mercado.
Analizando la demanda donde emplearíamos nuestro servicios y
asesorías seria en total 12 empresas de la industria minera de
carbón a cielo abierto en los departamento del CESAR y GUAJIRA,
en los estudios realizados todas estas empresas mineras están
ubicadas al pie de la sabana de la Serranía del Perija el cual es el
segundo punto más lluvioso del país, acumulando millones de
metros cúbicos de agua en sus reservorios de estas minas.

14. La oferta es muy buena ya que las explotaciones de
estas minas son atrasadas por el invierno por causa
de estas aguas que se acumulan en sus reservorios o
pozos, generando altos costos siendo aun mas critico
el ahogamiento de maquinarias en toda minería de
cielo abierto, este tipo de demanda se convierte en
una prioridad inmediata el de controlar los niveles
para evacuar todas estas aguas de sus reservorios
mantenido una buena producción.

15. ANALISIS DE PRECIOS
La demanda donde emplearíamos nuestros servicios y asesorías seria empresas de
la industria mineras de carbón a cielo abierto en los departamentos del CESAR y
GUAJIRA, de acuerdo como instalemos el primer proyecto y el rendimiento de
calidad que tenga calculamos y analizamos los precios.
Estos son clientes mayoristas por ver la necesidad de que este problema le sea
solucionado de raíz. Con el estudio realizado se le ha entregado unos equipos o
productos con sus respectivos precios al cliente.
Componentes Especificaciones Valor/ pesos Cantidad
Motores WEG 400hp. Bombas de alta
Electrobombas 26.000.000 3
presión con cabeza de 200mts.
Arrancador suave WEG de 600 amps.
Arrancadores 22.000.000 6
Modelo SSW-06
Sensor o medidores NTB KOBOLD sonda 3.800.000 2
PLC Siemens S7-1200. 1.400.000 1
Modem Modem GPRS con Sim card (comcel) 700.000 1
GRADO DE
INVERSION VOLUMEN DE MANO DE
NOMBRE DEL UTILIZACION DE PRECIO NUMERO DE
FIJADA PRODUCCION OBRA HORAS
PRODUCTO LA CAPACIDAD PRODUCTO TRABAJADORES
ESTIMADA (Horas) HOMBRES
INSTALADA (%)
Sonda 87% 3.800.000 750.000 3 18 horas 2.680.000
Arrancadores 83% 22.000.000 2.400.000 4 6 5.200.000
PLC 92% 1.400.000 800.000 2 8 1.760.000

16. Con este estudio se presenta un control para medir las variables de las
cantidades de aguas que entran en la mina del proyecto la jagua y las
cantidades que se evacuan por medio de estos medidores o sondas
hidrostáticos, teniendo en cuenta las necesidades actuales y posibles
necesidades futuras de la compañía proponiéndose el siguiente trabajo
usaríamos como una iniciativa para mejorar un proceso de productividad a
bajos costos controlando estos niveles de agua y mantener una maquinaria
funcionando a un 90%. El funcionamiento se transmite a través de una señal
que es recopilada por un controlador modular o PLC el cual recibe las señales
análogas de 4 a 20 mA que vienen de la sonda sumergible que mide la
columna de agua que viene del pozo pasando al principio de la presión
diferencial, el PLC toma la señal análoga y la convierte en digital procesando
esta información de acuerdo a una lógica de control que será programada
dentro de este PLC; dicha información será enviada por el PLC a través del
modem GRPS de datos ubicado en las oficinas principales de la compañía. La
frecuencia de envió es cada hora debido al gran volumen de agua y las
variaciones que este presentara en el tiempo.

17. LOCALIZACION DEL PROYECTO
Este proyecto se ubicara, en el momento que sea solicitado sus servicios de asesorías
por las empresas mineras del CESAR, en la Jagua de Ibirico; siendo este el punto
estratégico de nuestra oficina central y en donde se encuentran la mayoría de las
empresas de explotación minera a cielo abierto.
La jagua Ibirico
Mina la Francia Mina Calenturitas
oficina central.
Mina Drumont
Mina PLJ

18. NESECIDADES DE
RECURSO HUMANO
Personal que atenderá el servicio o asesorías por proyectos.
Detallado en esta tabla mensual, anual y con prestaciones.
REMUNERACION REMUNERACION PRESTACIONES
CANTIDAD CARGO 12 MESES
MENSUAL ANUAL SOCIALES
1 INGENIERO 2.850.000 34.200.000 4.000.000 38.200.000
2 TECNICO 1.850.000 22.200.000 2.875.000 25.075.000
AUX
4 1.200.000 14.400.000 1.750.000 16.150.000
TECNICO
7 SUBTOTAL 5.900.000 70.800.000 10.275.000 79.425.000

19. NECESIDADES DE MAQUINARIA Y EQUIPO
Inversión En Maquinarias y Equipos De Producción
DETALLE DE COSTO VIDA UTIL
CANTIDAD COSTO TOTAL
INVERSIONES UNITARIO (Años)
Computador Portátil 6 1.150.000 6.900.000 10
Mesas de Trabajo 3 150.000 450.000 10
KIT De Programación 1 150.000 150.000 7
TOTAL $ 7. 500.000
Inversión En Herramientas
DETALLE DE COSTO
CANTIDAD COSTO TOTAL VIDA UTIL (Años)
INVERSIONES UNITARIO
Herramientas de mano 3 30.000 90.000 1
Kit destornilladores 3 30.000 90.000 1
Tester o pinzas volt
3 480.000 960.000 2
amperimetricas
Tester meguer 2 890.000 890.000 1
Otros 1.360.000 1.360.000
TOTAL $ 3.390.000

20. NECESIDADES DE ADECUACION
Y OBRAS FISICAS
Inversión En Muebles
DETALLE DE
CANTIDAD COSTO UNITARIO COSTO TOTAL VIDA UTIL (Años)
INVERSIONES
Escritorio Tipo Gerencia 1 220.000 220.000 10
Escritorio Tipo Secretaria 1 320.000 320.000 10
Escritorio Básicos 4 150.000 600.000 10
Horno Microondas 2 100.000 200.000 10
Archivador 3 100.000 300.000 10
Extintor 3 90.000 270.000 10
Sillas Ergonómicas 6 60.000 360.000 10
Sillas de Espera dobles 6 170.000 1.020.000 10
TOTAL
3.290.000

21. ASPECTOS ORGANIZACIONALES Y
ADMINISTRATIVOS
Organigrama jerárquico
El costo administrativo se entrego en uno de los puntos anteriores y al
momento de realizar esto en practica estamos presumiendo de cualquier
alternativa de este procedimiento administrativo que se adopto tendrá un
costo similar en términos relativos el cual no siempre se cumplen viendo
se afectado el análisis cualitativo de la tecnología de organización.

22. CONCLUSIONES
 Con la realización de esta asignatura hemos adquirido los conocimientos
necesarios para estructurar un anteproyecto de investigación y somos
capaces de estructurar, redactar documentos de acuerdo con las normas
establecidas para escritos y artículos científicos. Pese a haber diseñado el
sistema en base a las necesidades de la compañía donde labora un
compañero del curso, este mismo puede ser utilizado en un gran número
de empresas de minería a cielo abierto. El hecho de haber ideado el
sistema para trabajar en condiciones de trabajo muy extremas
(vibraciones por las voladuras del material estéril, ruido, polvo y tormentas
eléctricas, etc.), le brinda una robustez tal, que permite utilizarlo en
múltiples aplicaciones tales como monitoreo de procesos variables a una
gran distancia, salas de talleres, oficinas o en bancos de pruebas. De esta
forma podemos concluir que el sistema logrado cumplirá e incluso
superara las expectativas que se plantean en este proyecto, obteniéndose
un dispositivo práctico, fácil de usar, con un entorno gráfico amigable y la
posibilidad de utilizarlo para múltiples aplicaciones.

23. BIBLIOGRAFIA
 Modulo de Proyecto de grado de Ingenierías; Alberto Ruiz Torres Rápelo Ing.
de Alimentos y Luis Enrique Camargo Ing. de Sistemas. Universidad Nacional
Abierta y a Distancia UNAD
 M Ó D UL O C URS O A C AD É MI C O D IS E ÑO D E P RO YE C T O S
ACTUALIZADO POR HENRY CAÑON SALAZAR 2011
 BOGOTÁ – COLOMBIA
 http://www.benoit.cl/dpp/espanol.htm
 http://support.automation.siemens.com/WW/llisapi.dll?func=cslib.csinfo2&aktpri
m=99&lang=es
 http://www.siemens.com/automation/support-request.