Universidad del caucaFacultad de Ingeniería Civil

Programa Ingeniería AmbientalMónica Garzón

Característica física de residuos sólidos tamaño de particas.

Análisis de tamaño de partícula y su distribución

La distribución del tamaño de partículas, también conocida como graduación, se refiere a las proporciones por masa seca de un suelo distribuido en rangos de tamaño de partículas específicos. La graduación se utiliza para clasificar los suelos con fines ingenieriles o agrícolas, ya que el tamaño de las partículas afecta la rapidez con la que el agua u otro fluido se mueve a través el suelo.

Dos nuevas normas propuestas de ASTM brindan métodos de prueba para determinar el tamaño de las partículas.

La WK11776, Métodos de prueba para determinar la distribución del tamaño de las partículas (graduación) de suelos de grano fino usando el análisis de sedimentación (hidrómetro) y la WK38106 de ASTM, Método de prueba para el análisis del tamaño de partículas en suelos combinando las técnicas de filtrado y sedimentación, están siendo desarrolladas por el Subcomité D18.03 sobre Características de textura, plasticidad y densidad de los suelos, parte del Comité D18 de ASTM sobre Suelo y rocas."Resulta importante conocer la distribución del tamaño del grano de un suelo por diversos motivos y para una diversidad de usos", explicó Kendra Adams, ingeniera de aseguramiento de calidad sénior en Fugro Consultants Inc. y miembro del D18. "Los resultados de la graduación afectan el diseño de los embalses de tierra, los diques y los rellenos sanitarios".

Métodos de prueba para determinar la distribución del tamaño de las partículas (graduación) de suelos de grano fino usando el análisis de sedimentación (hidrómetro)

1.1 Este método de ensayo cubre la determinación cuantitativa de la distribución de tamaños de partícula de la porción de grano fino de los suelos. El método de sedimentación o hidrómetro se utiliza para determinar la distribución de tamaño de partícula (graduación) del material que es más fina que la No. 200 (75-um) de tamiz y más grande que alrededor de 0,2-um. La prueba se realiza en el material que pasa el No. 10 (2,0 mm) o tamiz más fino y los resultados se presentan como un porcentaje de la masa del tamaño máximo de partículas utilizado para la muestra de ensayo de sedimentación.

1.2 Este método se puede utilizar para evaluar la fracción de grano fino de un suelo con una amplia gama de tamaños de partículas mediante la combinación de los resultados de sedimentación con un análisis de tamiz que resulta en la curva de gradación completa. El método también se puede usar cuando no hay partículas de grano grueso o necesitan cuando no se requiere la gradación del material de grano grueso o no. NOTA 1: Los dígitos significativos registrados en este método de ensayo se oponen a la obtención de la distribución del tamaño de grano de los materiales que no contienen una cantidad significativa de finos. Por ejemplo, arenas limpias no producirán cantidades detectables de limos y arcillas, y por lo tanto no deben ser probados con este método.

1.3 Cuando se combinan los resultados de las pruebas de sedimentación y de tamiz, el procedimiento para obtener el material para el análisis de sedimentación y cálculos para combinar los resultados será proporcionado por el método de ensayo más general, tales como el Método de Ensayo D6913 (Nota 2). NOTA 2: el Subcomité D18.03 está desarrollando un nuevo método de ensayo para Análisis de tamaño de partículas de Suelos combinando las técnicas de tamices y de sedimentación.

1.4 El material de suelo y términos se utilizan indistintamente en toda la norma.

1.5 El análisis de sedimentación se basa en el concepto de que las partículas más grandes caerán a través de un fluido más rápido que las partículas más pequeñas. Ley de Stokes es la ecuación utilizada para determinar la velocidad terminal de una partícula esférica cae a través de un líquido estacionario. La velocidad terminal es proporcional al cuadrado del diámetro de partícula. Por lo tanto, las partículas se separan por tamaño tanto en el tiempo y la posición dentro de un recipiente de líquido.

1.5.1 Ley de Stokes tiene varios supuestos que son: las partículas son esféricas y suave; no hay interferencia entre las partículas; no hay diferencia entre la corriente en el centro del recipiente y los lados; flujo es laminar; y las partículas tienen la misma densidad. Estos supuestos se aplican a las partículas del suelo de diferentes formas y tamaños.

1.6 Un hidrómetro se utiliza para medir la densidad del fluido y determinar la cantidad de partículas en suspensión en un momento y la posición específica. La densidad de la suspensión de agua del suelo depende de la concentración y la gravedad específica de las partículas del suelo. Cada medición del hidrómetro en un tiempo transcurrido se utiliza para calcular el porcentaje de partículas más finas que el diámetro dada por la Ley de Stokes. La serie de lecturas de proporcionar la distribución de la masa de material como una función del tamaño de partícula.

1.7 Este método de prueba no se aplica a las contrataciones de la muestra global o la transformación de la muestra global antes de obtener la muestra reducida de cualquier detalle. Se supone que se obtiene la muestra a granel utilizando métodos adecuados y es representativa de los materiales o condiciones del sitio. También se supone que la muestra a granel ha sido procesada de tal manera que la muestra reducida refleja con precisión la distribución de tamaño de partícula (gradación) de esta fracción más fina del material a granel.

1.8 Procesamiento-Dos métodos de preparación de materiales, húmedo y secado al aire, se proporcionan para obtener una muestra de ensayo de sedimentación de la muestra reducida. El método seleccionado dependerá del tipo de muestra, la gama de tamaños de partículas, las condiciones iniciales del material, la plasticidad del material, y la necesidad de otras pruebas del material. El método a utilizar puede ser especificado por la autoridad requirente; Sin embargo, el método de preparación húmeda será el procedimiento de árbitro.

1.9 Este método de ensayo no es aplicable a los siguientes suelos:

1.9.1 Los suelos que contienen turba fibrosa.

1.9.2 Los suelos que contienen materias extrañas, tales como disolventes orgánicos, aceite, asfalto, fragmentos de madera, o artículos similares.

1.9.3 Materiales que contienen componentes de cemento, tales como cemento, cenizas volantes, cal, u otros aditivos de estabilización.

1.10 Este método de ensayo puede no producir resultados de las pruebas consistentes en y entre los laboratorios de los siguientes suelos. Para probar estos suelos, este método de ensayo debe ser adaptado o alterado y estas alteraciones documentadas.

1.10.1 Los suelos que floculan durante la sedimentación. Pueden necesitar ser tratados para reducir la salinidad o alterar el pH de la suspensión de tales materiales.

1.10.2 suelos friables en el que los procesos de tamizado cambian la gradación de la tierra. Ejemplos típicos de estos suelos son algunos suelos residuales, la mayoría de las pizarras por el tiempo, y algunos suelos débilmente cementados, como capa dura, caliche o coquina.

1.10.3 Los suelos que no se dispersan fácilmente, tales como arcillas glauconíticas o algunas arcillas de plástico secos.

1.11 Algunos de los materiales que no son los suelos, pero se componen de partículas pueden ser probados utilizando este método. Las secciones aplicables anteriores se utilizarán en la aplicación de esta norma.

1.12 Todos los valores observados y calculados deberán ajustarse a las directrices para los dígitos significativos y redondeo establecido en D6026 Práctica, a no ser superado por este método de ensayo.

1.12.1 Los procedimientos utilizados para especificar cómo se recogen / grabadas y calculadas en el estándar de datos se consideran como el estándar de la industria. Además, ellos son representativos de las cifras significativas que generalmente debe ser retenidos. Los procedimientos utilizados no tienen en cuenta la variación del material, el propósito de la obtención de los datos, estudios de propósito especial, o ninguna consideración para los objetivos de los usuarios; y es una práctica común para aumentar o reducir dígitos significativos de los datos comunicados a ser proporcionales a estas consideraciones. Está más allá del alcance de estos métodos de prueba para considerar cifras significativas utilizadas en los métodos de análisis de los datos de ingeniería.

1.13 Unidades de-Los valores indicados en unidades SI deben ser considerados como los estándares. Excepto, las designaciones de tamiz se identifican típicamente utilizando el sistema alternativo de acuerdo con la Práctica E11, tales como 3-in. y Nº 200, en lugar de la estándar de 75 mm y de 75 m, respectivamente. Notificación de los resultados de la prueba en unidades distintas de la IS no se considerará como no conformidad con este método de ensayo. El uso de saldos o escalas de grabación libras de masa (lbm) no se considerará como una no conformidad con esta norma.

D422 combina tanto el hidrómetro y métodos de tamizado en un estándar y no hay un método si un usuario sólo necesita realizar un análisis de hidrómetro. Hay momentos en los que sólo se necesita un (hidrómetro) análisis de sedimentación o solicitado en una probeta. Esta norma proporciona la orientación necesaria sobre cómo realizar una sedimentación (hidrómetro) análisis independiente de cualquier tamizado. Una vez aprobado, este estándar junto con D6913 y el estándar combo simplificado, proporcionará

a los usuarios una orientación adecuada a la hora de decidir qué norma tienen que seguir sobre la base de la muestra de ensayo y análisis solicitado sea necesario.

Algunos laboratorios acreditados por el IDEAM que realizan este análisis.

SERVIVIOS GEOLOGICOS INTEGRADOS LTDA.-S.G.I. LTDA , Bogota, D.C.

Granulometría: Análisis granulométrico de suelos por tamizado I.N.V. E-123-07

Laboratorio ANALQUIM LTDA. BOgota, D.C.Textura: Bouyoucos - Soil Survey Laboratory Methods Manual, Soil Survey Investigations Report No. 51 Version 1.0, Departament of Agriculture, Washington D.C. USA, p.p. 46, 2009

CONSULTORIA Y SERVICIOS AMBIENTALES-CIAN LTD, Bogota, D.C.Textura: Hidrómetro de Bouyoucos – Densimétrico, Métodos Analíticos de Laboratorio de Suelos. IGAC, 6ª Edición, 2006

ANTEK S.A, Bogota, D.CTextura del suelo: Método de Bouyoucos, Métodos Analíticos de Laboratorio de Suelos, IGAC, 6ª edición, 2006 Granulometría: Método de Referencia para Análisis por Tamizado de Partículas Finas y Material Agregado Grueso, ASTM C136:01

Bibliografia

ASTM INTERNATIONAL. Productos y servicios “Distribución del tamaño de partículas en el suelo” [en línea] http://www.astm.org/SNEWS/SPANISH/SPMA14/d1803_spma14.html(citado el 28 de febrero de 2015).

IDEAM. Lista de laboratorios ambientales acreditados por el IDEAM en la matriz suelos, sedimentos y lodos. Actualizada 31 de enero 2015. Páginas 8,10,22,27

Documento complementario:

http://www.sian.inia.gob.ve/repositorio/manuales_suelos/metodos_analiticos_suelos/II.pdf