Aplicación de la congelación térmica del suelo para el autosoporte temporal en la construcción de túneles mineros en formaciones rocosas saturadas, arenosas, arcillosas y limosas - Sumiri-Mantilla, Fernando R. (2024)
El presente trabajo abarcó la aplicación del método térmico de congelamiento artificial en suelos arenosos, arcillosos y limosos para el autosoporte temporal de túneles mineros. Se aplicó una simulación numérica termo-hidrogeológica empleando la ecuación de enfriamiento de Plank y los principios de la termodinámica. Se determinó que las arcillas requieren una sustracción del doble de la cantidad de calor respecto a la arena hasta alcanzar la temperatura óptima, evidenciando la relación inversa del porcentaje de saturación y tiempo de congelamiento. Mediante la consideración de tres medios refrigerantes, se determinó que el nitrógeno líquido es capaz de congelar un 77% más rápido que las salmueras. Se calculó y comparó el tiempo de autosoporte de un macizo rocoso antes y una vez aplicado dicho método, demostrando que el congelamiento artificial permite la creación de un soporte temporal autoportante en túneles mineros con un ancho de techo superior a 3.8 metros con una duración estimada de menos de 12 años; donde para anchos de techo inferiores, no se requiere un refuerzo adicional.