Técnicas para fracciones finas
Velocidad de asentamiento de partículas
En las fracciones
finas se aplican diversos métodos basados en la Ley de Stokes (velocidad de
sedimentación de partículas). Este tipo de métodos se usa cuando se desea
evaluar la distribución de tamaños en sedimento disgregado con poblaciones de
grano fino como limo y arcilla (menores a 4 Φ o 62 µm de diámetro o 1/16 mm)
En esta técnica, se vierte sedimento
en la parte superior de una columna de fluido de densidad conocida (usualmente
agua destilada) a una temperatura constante
y se evalúa el tamaño de grano a partir de su velocidad de asentamiento.
Esta velocidad se determina tomando una muestra en
la columna de agua a diferentes alturas y en tiempos establecidos. El peso o
volumen del sedimento a cada altura permite establecer el porcentaje que
corresponde a cada intervalo de clase, de acuerdo con la escala de Udden-Wentworth.
1. Método de la pipeta: un pequeño volumen de suspensión es obtenido, evaporado y el residuo pesado. El residuo representa el rango de tamaño
de granos suspendidos en un tiempo dado.
2. Método del hidrómetro: se mide la densidad de la suspensión, lo que depende de la cantidad de sedimento en suspensión.
3. Método de decantación:
todos los granos que quedan aún suspendidos después de un cierto tiempo son vertidos o derramados del líquido, secados y pesados.
En todos estos métodos hay que considerar que la velocidad del asentamiento puede ser modificada por la forma de las partículas, las que son esféricas se asientan más rápidamente que las obladas (discoidales).
Método de la Pipeta
Para el análisis con la pipeta, todo el material grueso (> 4 Φ de diámetro), debe ser removido de la muestra mediante un cribado en seco o en húmedo (ver sección anterior).
Si es en húmedo, se debe asegurar que no exceda a un total de 1000 ml de suspensión. La cantidad
óptima de sedimento para trabajar es 15 g.
Muestras muy grandes llevan a que los granos interactúen e interfieran por floculación.
Muestras muy pequeñas llevan a residuos muy pequeños y gran error experimental durante el proceso del pesado.
En el caso de que
la muestra contenga arcilla, deberá emplearse un dispersante para evitar la
floculación (fosfatos o carbonatos de sodio).
Si además existe materia orgánica,
esta debe ser removida mediante un agente oxidante (peróxido de hidrógeno).
El método de la pipeta se basa en la idea de que el sedimento se
encuentra uniformemente distribuido a lo largo de una columna de 1000 ml, de un fluido de
densidad y temperatura conocida. En dicha columna drenamos exactamente 20 ml a tiempos establecidos.
Entonces la cantidad de lodo en cada drenado es igual a 1/50 de la cantidad total que queda en la columna, a un tiempo dado y a una cierta profundidad (i.e. la cantidad de lodo más fino que el diámetro dado; todas las partículas más gruesas que el diámetro dado se habrán sedimentado antes del punto de drenado).
El primer drenado es hecho rápidamente después de agitar la columna completa de fluido, a una profundidad tal que que las partículas de todos los tamaños están presentes en suspensión. Por lo que, si el peso inicial de retirado es multiplicado por 50, entonces se puede obtener el peso de la columna completa de lodo del cilindro.Entonces, si se drena una muestra a tiempos establecidos, correspondientes al diámetro de 6 Φ, y se multiplica por 50; sabemos que este producto representa el número de gramos de lodo, aun en suspensión para este nuevo tiempo. Es decir, de los gramos de lodo más finos a 6 Φ.
Pipetas de sedimentación, foto tomada de: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Siktekurve.jpg#/media/Archivo:Siktekurve.jpg