¿Podrían los humanos excavar a mano un túnel de 20 km a través de cuarcita?

Los enanos en mi mundo son humanos que comenzaron a cavar cuevas en Maumturks y Twelve Bens en Irlanda durante la Edad del Hierro, y finalmente conectaron las cuevas a través de túneles en lugar de caminar penosamente a través de los pantanos que rodean las colinas. La línea de tiempo aproximada que tengo es que las cuevas comienzan durante la Edad del Hierro, y en el siglo XVI los túneles de conexión son una red continua bien establecida. Ignorando el hecho de que los humanos de la Edad del Hierro tendrían muy pocas razones para hacer esto en primer lugar, tengo los siguientes problemas:

  1. Los Maumturks y Twelve Bens son una mezcla de cuarcita y granito, los cuales son rocas muy duras.
  2. La longitud de la red de túneles requerida. Como referencia, aquí hay un mapa que he centrado en Maumturks (desde Leenaun hasta Maum Cross, al oeste de lo que ahora es la R336). La red principal a lo largo de Maumturks tendría aproximadamente 20 km de largo, y eso no incluye los túneles secundarios o los niveles múltiples que van en la misma dirección.

Entonces, ¿podrían los humanos hacer esto con herramientas manuales y, de ser así, cuánto tiempo llevaría?

Comparar con las pirámides del Antiguo Egipto. Y solo tenían herramientas de cobre.
Primer pensamiento: "Owwww". Segundo: "oh, pueden usar herramientas...". Idioma inglés, ¿por qué debes ser tan confuso?
@Kys "Y si te preguntan quién soy, diles que vine por el camino largo"

Respuestas (6)

Otro enfoque es preguntar cuánto volumen puede eliminar un minero por día. Tomemos 1 metro cúbico como punto de partida. Esto solo es posible ya que ha especificado la minería de la Edad del Hierro. Los túneles romanos en roca más blanda usaban herramientas de bronce o cobre, por lo que su experiencia no es muy aplicable.

Suponiendo que las dimensiones estándar del túnel son de 2 metros por 2 metros, con 2 mineros trabajando en el frente al mismo tiempo, esto dará un progreso de 1/2 metro por día. 20 km llevará 40.000 días, o unos 109 años. Reduzca la producción promedio por un factor de 3 y solo tomará alrededor de 330 años, lo que parece estar dentro de su presupuesto de tiempo.

Y, por supuesto, te has perdido un truco al pasar por alto el motivo: el oro. El mineral de oro se asocia comúnmente con la cuarcita, por lo que seguir las vetas de oro bien podría dar alguna motivación económica a los mineros.

ETA: mi suposición de 1 metro cúbico por día es, lo reconozco, probablemente optimista, por lo que agregué una segunda estimación de 1/3 de eso. Sin duda, existe información histórica que se puede utilizar, específicamente las tasas de producción de los mineros de oro de roca dura del siglo XIX. Sospecho que alguien, en algún lugar, escribió sobre esto en ese momento, pero no puedo encontrar esos datos con una búsqueda superficial. Si alguien tiene acceso a esa información, por supuesto que la presente.

Edición adicional: Gary Walker ha señalado que caractericé mal la tecnología minera romana. Aparentemente me equivoqué sobre el uso de herramientas de hierro. Mis disculpas. Saca las conclusiones que desees de mi error.

No sabía eso sobre el oro, así que +1 por darles una razón.
Para reducir aún más el tiempo de construcción, los túneles se pueden excavar desde ambos extremos y/o desde varios puntos de entrada secundarios en el camino. Esto aumenta considerablemente el número de trabajadores que pueden impulsar el avance simultáneamente.
¿Por qué dices que los romanos no usaban herramientas de hierro en la minería, el hierro se usaba para la mayoría de las herramientas según Lynne Cohen Duncan?
@GaryWalker - Dios mío. Bueno, parece que me equivoqué. Tampoco es la primera vez en mi vida (una vez pensé que estaba equivocado, pero me equivoqué). He editado. Gracias por la anotación.
Cada 1m de avance a lo largo de una sección transversal de 2m×2m es 2m×2m×1m=4㎥, a 1㎥/día esto dará un avance de ¼ de metro por día (no ½). es decir, todas las duraciones deben duplicarse.

Yo digo que la respuesta es definitivamente sí.

Los romanos construyeron un túnel aún más largo a través de la roca, aunque no tan duro como la cuarcita. El acueducto de Gadara fue probablemente un desafío de ingeniería aún mayor dado que el tramo subterráneo más largo fue de 106 km / 66 millas. Este proyecto tardó 120 años en completarse.

Dados los mineros enanos, ciertamente tomaría menos de 120 años completarlo.

EDITAR. En realidad, asumo que la dureza promedio de la roca fue menor, ya que este detalle no está incluido en el artículo. Aunque el granito abunda en Palestina, es casi seguro que se incluiría alguna roca más blanda en la roca excavada para el acueducto de Gadara.

De acuerdo con la escala de dureza mineral de Mohs , la cuarcita tiene una dureza absoluta de 100, lo que la hace 1/16 tan dura como el diamante. El túnel que desea construir es tan largo como The London Connection , un túnel de 20 km a través de suelos arcillosos, arcillosos, arcillosos, estacionalmente húmedos, lentamente permeables. Este túnel de 3 metros de ancho tardó 3 años en construirse con herramientas modernas en un área fácilmente excavable. Ahora asumo que tu túnel excavado a mano es tan ancho como una persona. Una simple cantidad de matemáticas implica que un túnel de la misma longitud pero del tamaño humano tomará un año (más 70 días) para excavar con herramientas modernas en la misma área.

Pero usted quiere un terreno más duro y herramientas más simples. La arcilla más o menos es 6 veces más débil que el cuarzo, siendo inferior a 1 en la escala de Mohs, por lo que incluso con herramientas modernas, el túnel tardará 6 veces más (alrededor de 7,2 años). No hay una regla matemática sólida que pueda encontrar para herramientas mecánicas versus herramientas manuales, por lo que supondré que son aproximadamente 20 veces más débiles (taladros pesados ​​​​vs picos, parece justo). Esto me dará alrededor de 52416 días o 144 años .

La escala de dureza de Mohs va desde alrededor de 0 hasta alrededor de 10. La cuarcita es alrededor de un 7.

Golpear la cuarcita es una perra cojonuda. Soy estudiante de geología y he intentado hacer eso varias veces con un mazo y un cincel y puede tomar docenas o incluso cientos de golpes para romper un pedazo de roca del tamaño de un puño. Ir con un hacha sería un poco más rápido pero aún así muy lento. Es un juego de pelota completamente diferente a cavar en roca blanda como esta. https://www.youtube.com/watch?v=Uf6iqub5Lk8

Pero parece que estás dando un par de miles de años para construir este túnel de 20 km, por lo que en ese período de tiempo es factible. Mi conjetura es que con un pico tardaría unos 20 años por km. Sin embargo, necesitaría construir pozos de ventilación a intervalos bastante regulares, y podría usarlos para trabajar en el túnel principal en muchos puntos diferentes simultáneamente, lo que reduciría el tiempo de cientos de años a decenas de años o incluso menos.

Sin embargo, aún parece bastante inútil, pasaría años construyendo el túnel, sin mencionar una gran cantidad de trabajo construyendo no solo el túnel principal sino también los conductos de ventilación cada 50 metros más o menos, y reparando / reemplazando miles y miles de piquetas rotas ... La piedra extraída sería difícil de moldear para la construcción porque se rompe en formas irregulares en comparación con otras rocas y es muy dura, y probablemente saldría en pedazos pequeños de todos modos. Las vetas de cuarzo son una buena roca para buscar oro/minerales, pero no la cuarcita, que es una de las peores rocas para buscar minerales. Están hechas de un material similar (cuarzo) pero tienen una forma bastante diferente, una es arenisca metamorfoseada, la otra otra está formada por fluidos subterráneos calientes.

Hablando de manera realista, definitivamente es mucho más práctico simplemente drenar los pantanos o construir pasarelas sobre ellos.

Los incas trataban la piedra haciendo pequeños agujeros y rellenándolos con material inflamable. Una vez que se encendía, la roca se fragmentaba, como un vaso lleno de agua caliente cuando lo colocas sobre una superficie muy fría. Esto prescinde de explosivos, pero es una técnica mejor que atacar rocas muy duras solo con picos y hachas.

Eso es muy interesante, pero en realidad no responde las preguntas que se hacen aquí: "¿podrían?" o "¿cuánto tiempo tomaría?".
Los egipcios perforaron agujeros y martillaron madera en ellos. Luego, la madera se mojó y se expandió, agrietando la roca.

Podría considerar los túneles militares durante la Primera Guerra Mundial en los Alpes. Dado que era difícil atacar una montaña, los ejércitos enemigos cavaban túneles y los llenaban con explosivos para volar las posiciones en la cima de la montaña.

Artículo de Wikipedia .

Fuente en idioma alemán que reclama de 4 a 5,6 metros por día (más de un kilómetro por año) con la ayuda de algunos explosivos.

No tienen explosivos...
Por eso lo mencioné explícitamente. La distancia por día debe establecerse en relación con las herramientas y las condiciones de guerra.