RESUMEN

La sociedad moderna necesita suministro de metales, minerales y combustibles

para su subsistencia. Una gran parte de las materias primas para estos productos

tiene su origen en yacimientos muy por debajo de la superficie de la tierra. La

topografía subterránea nos da los conocimientos para utilizar tales recursos

además de guiarnos a nuevos proyectos arquitectónicos aplicados en las vías de

comunicación subterránea entre otros proyectos que satisfacen la necesidad del

hombre y su sed de conocimiento e innovación en el mundo actual.

INDICE

INDICE

INTRODUCCION

ANTECEDENTES HISTORICOS DE LA TOPOGRAFIA SUBTERRANEA

APARATOS DE MEDICION

EXTRACCIONES

TUNELES

INNOVACIONES Y NUEVOS PROYECTOS

CONCLUSIONES

BIBLIOGRAFIA

INTRODUCCION

En la actualidad es muy común escuchar que se construirán caminos en túneles

para vías férreas conectando ciudades de forma subterránea un ejemplo de ello

son las estaciones del metro que se encuentran en las grandes ciudades como

New York entre otras; pero ¿De dónde se obtuvo el conocimiento previo para

construir estas obras, y cómo se realizan?; pues todas estas interrogaciones las

contesta el estudio de la topografía subterránea ya que en su historia

encontraremos como es que se obtuvieron las ideas de construir túneles, además

de resaltar el principal objetivo de la topografía subterránea, que es la minería.

ANTECEDENTES HISTORICOS DE LA TOPOGRAFIA SUBTERRANEA

Cuando hablamos de Topografía, nos encontramos ante una disciplina de vital

importancia en todos los procesos relacionados con la ingeniería en general. Esta

ciencia no puede pasar desapercibida en cualquier proyecto de construcción o

estudio de la tierra, porque será necesario disponer de un modelo, a escala

reducida, del terreno sobre el que vamos a plasmar nuestras ideas, es decir, a

construir.

A continuación se definir algunos conceptos básicos para poder comprender esta

investigación.

La topografía (del griego τόπος, ‘lugar’, y «-grafía», ‘descripción’) es la ciencia que

estudia el conjunto de principios y procedimientos que tienen por objeto la

representación gráfica de la superficie de la Tierra, con sus formas y detalles;

tanto naturales como artificiales. Esta representación tiene lugar sobre superficies

planas, limitándose a pequeñas extensiones de terreno, utilizando la

denominación de «geodesia» para áreas mayores. De manera muy simple, puede

decirse que para un topógrafo la Tierra es plana geométricamente hablando,

mientras que para un geodesta no lo es.

Subterránea quiere decir que está debajo de la tierra.

“Se podría decir que la primera obra subterránea la realizo la naturaleza

construyendo cuevas y cursos de agua subterráneos, decisivos para el desarrollo

de la vida y el equilibrio de los ecosistemas”. Ana Tapia.

En el Antiguo Egipto las grandes pirámides normalmente escondían la cámara

mortuoria subterránea, entre un laberinto de pozos y galerías también excavados.

Es hacia el 1600 a, C. cuando las pirámides se empiezan a sustituir por sepulcros

excavados en la roca y con ello el uso de la topografía subterránea.

La topografía subterránea ha estado presente desde los orígenes del hombre y el

hombre mismo la ha ocupado para satisfacer alguna necesidad.

Otro aspecto importante de la topografía subterránea es la topografía de minas,

esta comienza con el descubrimiento del mineral, en los viejos tiempos esto podía

ocurrir por mera casualidad, pero en la actualidad tales descubrimientos fortuitos

son más bien difíciles de encontrar, porque en la actualidad la búsqueda de

minerales lleva consigo una investigación cuidadosamente planeada en la que

intervienen métodos e instrumentos científicos.

La sociedad moderna necesita suministro de metales, minerales y combustibles

para su subsistencia. Una gran parte de las materias primas para estos productos

tiene su origen en yacimientos muy por debajo de la superficie de la tierra. La

minería subterránea nos da los medios para utilizar tales recursos.

La Minería es una industria con tradiciones que se dedica a la obtención selectiva

de minerales y otros materiales a partir de la corteza terrestre. Esta actividad es

una de las más antiguas de la humanidad, pudiendo decir que laminería surge con

la necesidad que tiene el ser humano por fabricar determinados tipos de

herramientas y utensilios. Al comienzo la minería se desarrollaba extrayendo las

rocas encontradas en la superficie con métodos muy rudimentarios y a medida

que se vaciaban los yacimientos de la superficie, las excavaciones se hacían más

profundas, originando de esta forma la minería subterránea.

APARATOS DE MEDICIÓN

“Los trabajos en el interior de las minas forzosamente son distintos a los de las

superficies, debido a las condiciones particulares de trabajar en el subsuelo, las

galerías profundas, angostas, mal iluminadas, húmedas y mal ventiladas, hacen

que los métodos y los instrumentos utilizados en las superficie no puedan ser

utilizados sin una adaptación especial”. Miquel Struch.

En topografía subterránea es muy habitual que las señales que marcan los puntos

de estación no se puedan colocar en el suelo, ya que el paso de personal y de

maquinaria podría hacerlas desaparecer. Por ello se colocan, normalmente, en el

techo de las labores, utilizando una plomada para proyectarlas sobre el piso.

Los aparatos son muy importantes para obtener una medición exacta y son

similares a los que utilizamos en el exterior solo que con características propias

como luz entre otras que ayudan a agilizar el trabajo.

TEODOLITOS, TAQUÍMETROS Y ESTACIONES TOTALES.

Como hemos indicado, suelen emplearse instrumentos similares a los de exterior,

siempre teniendo en cuenta las condiciones de iluminación de las labores

subterráneas y, en caso necesario, que sean anti grisú.

No obstante, existen equipos especialmente diseñados para trabajos de interior.

Estos equipos se estacionan de manera que no interrumpan los servicios de

arranque y de transporte de material.

En algunos casos se coloca el instrumento sobre una barra horizontal, que se

apoya en los hastiales a altura suficiente para no interrumpir el transporte. En

otros casos, especialmente si las labores son angostas, el instrumento se

suspende de un perno introducido en el hastial o en el techo de la labor.

Los equipos antiguos se iluminaban, mediante el equipo adecuado, a través de los

puntos de entrada de luz, de manera que pudieran tomarse lecturas sobre los

limbos. Los teodolitos electrónicos y las estaciones totales disponen de una

pantalla, donde pueden leerse los resultados de la medición, que puede estar

iluminada.

Las plomadas y las señales de puntería se iluminan desde atrás, interponiendo

una pantalla de papel o de plástico para no deslumbrar al operario del instrumento.

También pueden iluminarse lateralmente. Todos los equipos de iluminación, en

caso de minas de carbón, deben ser anti grisú.

EXTRACCIONES

“Aunque los métodos geofísicos puedan indicar donde se encuentran o puedan

ser encontrados los depósitos de mineral, la evidencia de que es lo que

permanece debajo de la tierra se produce más a menudo por medio de

exploraciones a través de las perforaciones. El siguiente paso lógico en la

prospección es, la perforación por testigo”. Miquel. Struch.

Un estudio geofísico tiene generalmente dos objetivos. De reducir los costos

totales de exploración, y de asegurar que la perforación de los sondajes tenga la

probabilidad más alta de éxito. Hay diez métodos geofísicos básicos, y todos

utilizan principios generales de física, magnetismo, gravedad, electricidad,

radioactividad, sismología, y calor. Frecuentemente es necesario usar una

combinación de dos o más métodos para conseguir datos suficientes para una

interpretación segura. Una interpretación de los resultados del estudio geofísico,

junto con datos geológicos y de perforación.

GASES NOCIVOS

Durante los procesos mineros y afines puede producirse la emisión de

gases,  bien porque estén contenidos en aquello que explotemos (caso del grisú

en el carbón), o porque se produzca una descomposición del mineral que libere

esos gases durante el proceso metalúrgico. En concreto podemos citar los

siguientes casos como más significativos:

El grisú es un gas altamente explosivo que se libera durante la explotación del

carbón y que está formado por una mezcla de tres gases: metano, nitrógeno y

anhídrido carbónico. Para que se verifique la explosión de grisú se necesita que se

cumplan tres condiciones: a) Que la relación del metano al aire este en proporción

determinada (5% al 15%); b) que a esta mezcla apropiada se le aplique una fuente

de calor con temperatura mínima de 650º C; y c) que dicha llama de ignición

permanezca durante un tiempo determinado en contacto con la mezcla grisuosa,

lo que se conoce con el nombre de “retardo a la inflamación” o “histéresis de

encendido”, propiedad en que se fundan los explosivos de seguridad. Con llama a

650ºC el “retardo” se aproxima a 10 segundos, mientras que si la temperatura

alcanzara los 1000ºC, el “retardo” solo sería de 1 segundo.

MINA DE CARBÓN SUBTERRÁNEA

La piro metalurgia libera una gran cantidad de gases, entre los cuales suelen

destacar los óxidos de azufre, puesto que esta técnica se aplica a los sulfuros. Por

ejemplo, los procesos que ocurren dentro de un horno convertidor de cobre

(producción de cobre blíster) son del tipo:

2 Cu2S + 3 O2 → 2 Cu2O + 2 SO2

2 Cu2O + Cu2S → 6 Cu + SO2

Un proceso que libera SO2 a la atmósfera.

Otros gases ligados a la piro metalurgia pueden ser muy variados: vapor de

mercurio en el caso de la tostación de cinabrio o de esfalerita u otras menas ricas

en este metal, vapores de arsénico o de cadmio en la tostación de minas de cobre

o de cinc, etc.

TUNELES

“Desde el punto de vista histórico diremos que los túneles, como vías de

comunicación y transporte, son relativamente recientes si los comparamos con los

primeros túneles destinados a la explotación de minerales que se remontan a la

Edad de Piedra y que tenían por objeto la extracción del sílex o pedernal, material

indispensable con el que se fabricaban multitud de armas y herramientas; cuando

se agotaba en la superficie se seguía la veta por medio de pozos y galerías.”

Los túneles son obras subterráneas destinadas, normalmente a establecer

comunicación a través de un monte, por debajo de un curso de agua o salvando

otro tipo de obstáculo, para permitir el transporte, almacenar determinados

productos o albergar conducciones.

Características de cada túnel:

Los métodos de excavación son muy variados, pueden emplearse maquinas

tuteadoras a sección completa, explosivos o excavaciones en zanja que luego se

rellenan. La elección del método dependerá de la naturaleza de los terrenos a

atravesar y de los medios económicos que se dispongan.

El trazo del túnel dependerá de la configuración topográfica y de la función del

mismo. Dependiendo de esta podemos encontrarnos con determinadas

limitaciones en el trazado relativas a la pendiente, al radio de las curvas etc.

La sección del túnel dependerá del estudio geológico previo, de la profundidad y

de la función del mismo. Estos factores condicionan también, el tipo de

revestimiento a emplear para que la obra pueda resistir las presiones del terreno.

Los túneles de carretera o autopista suelen presentar sección circular aunque en

ocasiones se prefiere secciones de otro tipo. Normalmente va revestido y

disponen de sistemas de ventilación, drenaje, iluminación, control y de vigilancia.

En ocasiones disponen de aéreas de parada, siempre que sea posible se prefiere

el trazado en línea recta, la pendiente debe ser suficiente para permitir la

evacuación de las aguas por gravedad. En cualquier caso la pendiente máxima

vendrá condicionada por las limitaciones del tipo de transporte a la que se destina.

Por esta razón si la diferencia de nivel entre sus extremos es grande puede ser

conveniente elegir un trazado de curva para aumentar la distancia y disminuir la

pendiente.

Los túneles para ferrocarril plantean limitaciones aún más estrictas en cuanto a la

pendiente y al radio de las curvas especialmente en líneas de ferrocarril de alta

velocidad.

INNOVACIONES Y NUEVOS PROYECTOS

EVOLUCIÓN TECTONOSEDIMENTARIA DE LOS ANDES DE PERÚ EN EL

PALEOZOICO SUPERIOR

El instituto geológico y minero de Perú inicio en el 2004 dos nuevos proyectos de

investigación orientados a la revisión y actualización de las nuevas ediciones de

las hojas, ambos abarcando zonas en que unidades del paleozoico no ha sido

suficientemente estudiadas, a pesar de que se encuentran claramente

relacionadas con importantes yacimientos metálicos y de hidrocarburos.

MAPAS DE ROCAS Y MINERALES INDUSTRIALES DE LA CUENCA VASCO-

CANTABRICA

El IGME junto con el Ente Vasco de la Energía firmo en el 2006 un convenio de

colaboración específico para la realización del mapa de rocas y minerales

industriales en la cuenca Vasca de Cantabria.

MEJORAS EN LA ESTIMACION DE LA FRECUENCIA Y MAGNITUD DE

AVENIDAS TORRENCIALES MEDIANTE LA INCORPORACION DEL ANALISIS

DENDROGEOMORFOLOGICOS

Para la prevención del riesgo de avenidas torrenciales e inundaciones, el análisis

científico de la peligrosidad asociada a las crecidas ha empleado clásicamente

métodos hidrológico- hidráulicos y en menor medida, histórico- palmeo

hidrológicos y geológico- geomorfológicos.

CONCLUCIONES

En el estudio de la topografía subterránea encontramos los antecedentes

históricos que nos llevan al pasado de este trabajo hoy aplicado en las vías de

comunicación además de las extracciones mineras de las cuales obtenemos

diferentes metales encontrados en el subsuelo que sin el estudio de esta materia

el hombre no tuviera acceso a estos productos; con el paso del tiempo las

tecnologías y la necesidad del hombre por satisfacer su necesidad de producción

llevaron al descubrimiento y creación de nuevos aparatos de medición para

obtener trabajos más precisos y más rápidos optimizando tiempo y dinero. Así con

el paso del tiempo se lograron obtener las grandes obras arquitectónicas en las

vías de comunicación de las grandes ciudades además de otras innovaciones

como acueductos e investigaciones científicas que involucren el ingresar al

subsuelo.

BIBLIOGRAFIA

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