Granulometría

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Granulometría
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Concepto:Es la medición de los granos de una formación sedimentaria y el cálculo de la abundancia de los correspondientes a cada uno de los tamaños previstos por una escala granulométrica.

Granulometría. Es la distribución de los tamaños de las partículas de un agregado, tal como se determina por análisis de tamices. Es la medición de los granos de una formación sedimentaria y el cálculo de la abundancia de los correspondientes a cada uno de los tamaños previstos por una escala granulométrica.

Definición

La granulometría es la medición de los granos de una formación sedimentaria y el cálculo de la abundancia de los correspondientes a cada uno de los tamaños previstos por una escala granulométrica con fines de análisis tanto de su origen como de sus propiedades mecánicas.

La granulometría y el tamaño máximo de agregado afectan las proporciones relativas de los agregados así como los requisitos de agua y cemento, la trabajabilidad, capacidad de bombeo, economía, porosidad, contracción y durabilidad del concreto.

El método de determinación granulométrico más sencillo es obtener las partículas por una serie de mallas de distintos anchos de entramado, que actúen como filtros de los granos que se llama comúnmente columna de tamices. Pero para una medición más exacta se utiliza un granulómetro láser, cuyo rayo difracta en las partículas para poder determinar su tamaño.

Granulometría como disciplina

Decíamos que la granulometría es un área de la petrografía. En este punto es importante mencionar que se llama petrografía al estudio de las rocas (los materiales sólidos que se desarrollan de manera natural y que están constituidos por un mineral o por un conjunto de minerales).

Puede entenderse a la granulometría, en este marco, como una disciplina o un tipo de estudio. Por lo general se dedica analizar cómo se distribuyen los tamaños de los elementos que forman parte de una muestra.

Las operaciones que se realizan en la granulometría constituyen lo que se conoce como análisis granulométrico. Estas acciones incluyen el tamizado de la muestra, la determinación de la masa de los fragmentos detenidos en los distintos matices y el cálculo de cada porcentaje retenido.

Los resultados se expresan mediante números y se representan con gráficos o tablas que indican cómo se distribuyen los tamaños de las partículas. Es importante aclarar que, además del tamizado, hay otras técnicas que pueden emplearse en la granulometría, como la difracción láser y el centrifugado.

Procedimiento

Para su realización, se utiliza una serie de tamices con diferentes diámetros que son ensamblados en una columna. En la parte superior, donde se encuentra el tamiz de mayor diámetro, se agrega el material original (suelo o sedimento mezclado) y la columna de tamices se somete a vibración y movimientos rotatorios intensos en una máquina especial. Luego de algunos minutos, se retiran los tamices y se desensamblan, tomando por separado los pesos de material retenido en cada uno de ellos y que, en su suma, deben corresponder al peso total del material que inicialmente se colocó en la columna de tamices (Conservación de la Masa).

Tomando en cuenta el peso total y los pesos retenidos, se procede a realizar la curva granulométrica, con los valores de porcentaje retenido que cada diámetro ha obtenido. La curva granulométrica permite visualizar la tendencia homogénea o heterogénea que tienen los tamaños de grano (diámetros) de las partículas.

Desde el punto de vista de la Sedimentología, un material heterogéneo se considera mal escogido o seleccionado, mientras que un material homogéneo se considera bien escogido. El grado de selección se expresa con el término escogimiento o sorting.

Desde el punto de vista de la Mecánica de Suelos, un material heterogéneo se considera bien gradado si sus propiedades mecánicas ofrecen mayor calidad, y un material homogéneo se considera mal gradado, si sus propiedades mecánicas son deficientes.

Utilidad del análisis granulométrico

Diversas ciencias e industrias apelan a la granulometría para generar conocimientos de importancia. La geología, por ejemplo, logra obtener información de los materiales que componen el suelo. La granulometría de un terreno permite apreciar el nivel de impermeabilidad de un suelo, por mencionar una posibilidad. La industria del petróleo, en tanto, necesita de la granulometría para realizar perforaciones y saber en qué condiciones operará.

Curva de la granulometría

A la representación de los resultados de la granulometría hecha en el laboratorio se la denomina curva granulométrica. Este gráfico es clave en el análisis de la estructura del suelo que toma en cuenta el tamaño de las partículas.

Para trazar la curva granulométrica, se usan tamices que tienen aberturas estandarizadas y permiten separar las partículas. El siguiente paso consiste en pesar las cantidades que fueron quedando en los distintos tamices.

El tamaño correspondiente a la mayor frecuencia es llamado modo o moda. El tamaño correspondiente al 50% de la distribución acumulada, por otro lado, recibe el nombre de mediana.

De acuerdo a la curva granulométrica y a los métodos de clasificación más usados, se puede distinguir entre la arcilla, la arena, la grava, etc. Estas clasificaciones se definen según las dimensiones de sus partículas fundamentales, medidas en milímetros.

Granulometría de los agregados finos

Depende del tipo de trabajo, de la riqueza de la mezcla y el tamaño máximo del agregado grueso. En mezclas mas pobres o cuando se emplean agregados gruesos de tamaño pequeño, la granulometria que más se aproxime al porcentaje máximo que pasa por cada criba resulta lo mas conveniente para lograr una buena trabajabilidad. En general, si la relación agua –cemento se mantiene constante y la relación de agregado fino a grueso se elige correctamente, se puede hacer uso de un amplio rango de granulometría sin tener un efecto apreciable en la resistencia.

Ensayo tamizado

Para realizar el ensayo tamizado se utiliza una serie de tamices con diferentes diámetros que son ensamblados en una columna. En la parte superior, donde se encuentra el tamiz de mayor diámetro, se agrega el material original (suelo o sedimento mezclado) y la columna de tamices se somete a vibración y movimientos rotatorios intensos en una máquina especial. Luego de algunos minutos, se retiran los tamices y se desensamblan, tomando por separado los pesos de material retenido en cada uno de ellos y que, en su suma, deben corresponder al peso total del material que inicialmente se colocó en la columna de tamices.

Curva granulométrica

Imagen de una curva granulométrica

La curva granulométrica de un suelo es una representación gráfica de los resultados obtenidos en un laboratorio cuando se analiza la estructura del suelo desde el punto de vista del tamaño de las partículas que lo forman.

Estructura del suelo

La estructura del suelo es el estado del mismo, que resulta de la granulometría de los elementos que lo componen y del modo como se hallan éstos dispuestos. La evolución natural del suelo produce una estructura vertical “estratificada” no en el sentido que el término tiene en Ecología a la que se conoce como perfil. Las capas que se observan se llaman horizontes y su diferenciación se debe tanto a su dinámica interna como al transporte vertical.

El transporte vertical tiene dos dimensiones con distinta influencia según los suelos:

  • La lixiviación o lavado la produce el agua que se infiltra y penetra verticalmente desde la superficie, arrastrando sustancias que se depositan sobre todo por adsorción.
  • La otra dimensión es el ascenso vertical por capilaridad, importante sobre todo en los climas donde alternan estaciones húmedas con estaciones secas.

Se llama roca madre a la que proporciona su matriz mineral al suelo. Se distinguen suelos autóctonos, que se asientan sobre su roca madre y representan la situación más común, y suelos alóctonos, formados con una matriz mineral aportada desde otro lugar por los procesos geológicos de transporte.

Ensayos de laboratorio

Los ensayos de laboratorio son pruebas realizadas para la determinación de las características geotécnicas de un terreno, como parte de las técnicas de reconocimiento de un reconocimiento geotécnico. Estos ensayos se ejecutan sobre las muestras previamente obtenidas en el terreno y, dependiendo del tipo de ensayo, se exigen distintas calidades de muestra.

Aplicación de la granulometría

  • Geología
  • Sedimentología
  • Mecánica de suelos

Fuentes