CENTRO DE INVESTIGACIONES BIOLOGICAS DEL NOROESTE, UNIDAD SONORA A.C

TRABAJO: ANALISIS DE SEDIMENTACION

ALUMNO: GARCIA HINOSTRO PEDRO

MAESTRO: M.CSERGIO PEDRIN AVILES

GUAYMAS SONORA, A 19 DE SEPTIEMBTRE DE 2009

CAPITULO 4 ANALISIS DE SEDIMENTACION

AUTOR: JONS GALEHOUSE

COLEGIO ESTATAL DE SANFRANCISCO, SANFRANCISCO CALIFORNIA

Los tres objetivos en la determinación del tamaño de distribución del tamaño de un sedimento o roca sedimentaria son: descripción, comparación e interpretación.

El primero es para descripción física total de la roca o sedimento. El segundo es para comparar distribución de tamaños del sedimento o roca de esta con otras. La tercera es hacer una interpretación concerniente a la historia sedimentológica del deposito. Análisis de tamiz, de sedimentación, y medida del tamaño en delgadas secciones todos cual cumpliendo los primeros dos objetivos acerca de sus equivalentes, con uno u otro de los métodos siendo mas apropiado por ejemplos particulares (ver capitulo 3 y 5). Muchos investigadores, sin embargo, son convencidos que este análisis de sedimentación es superior de los otros dos métodos para interpretar la historia sedimentológica. Análisis de tamiz y medida microscópica determinan el tamaño físico de granos comprendidos en la roca o sedimento. La mayoría de depósitos, sin embargo, son depositados bajos para un particular tiempo y lugar particular por las velocidades de sedimentación de sus componentes, cuales no solo son una función del tamaño físico pero también una función de la forma del grano y su densidad. El análisis de sedimentación es solo una técnica de medición. Este utiliza la velocidad de sedimentación y consecuentemente interpretación concerniente de historia sedimentológica basada en cuidando ser mas valido que interpretaciones basadas en tamaño física solamente.

DISPERSION

En el orden del análisis de sedimentación del tamaño de distribución de una muestra para ser válido, la diferencia de granos comprendida la muestra debe ser físicamente completa, esto es, ellas no deben ser mezcladas una con otras. Es verdad para el análisis del tamiz del tamaño de partículas de arena y las técnicas son discutidas en el capítulo 3 aplican también para arenas que serán preparadas para el análisis de sedimentación.

Eso no puede ser sobre puestas de alguna muestra para el análisis del tamaño. El objetivo de la investigación es determinar la distribución del tamaño de la muestra que es a menudo determinada, sin embargo, es la efectividad o destructividad de las técnicas dispersantes o disgregantes.

Los granos finos de sedimentos, especialmente estos contienen arcilla y requieren un tratamiento más considerable para prepararlas para el análisis de sedimentación más que arena.

Arcilla suspendida en agua tiende a ser una carga iónica negativa. Partículas de arcilla atraen carga positiva iones en solución o moléculas terminales positivas de agua.

Cargas positivas solubles atraídas a la arcilla, en cambio, atraen cargas negativas solubles están circulando. El efecto por todas partes es una masa de carga negativa esta repele todas las otras cargas negativas masas en solución. Esta es la condición inicial este debe de ser mantenida por un valido análisis de sedimentación de arcilla.

Para determinar si un método dispersante necesita ser intentando, el siguiente procedimiento debe ser seguido. Dando lugar para ejemplo de análisis de sedimentación en una probeta de 1 litro, añadiendo agua destilada (agua destilada debe ser usada desde el inicio del análisis de sedimentación), agitar de 5-1 minutos y permitiendo permanecer durante la noche. Después checar por algunos signos de floculación (agregados en pequeñas masas).

Esto puede ser hecho por retirando un gotero, empleando eso en un deslizamiento, y observando eso bajo microscopio. Si esto es no floculante, partículas individuales muestran movimiento browniano debe estar presente. Si esto flocula, la muestra debe mostrar agregados de partículas. La floculación también puede ser detectada por la presencia de una apariencia de hongo capas cerca del fondo de los cilindros con muchas agua clara cubriendo eso. Si estos son signos de floculación, la muestra debe ser dispersada en sus componentes individuales antes de intentar un análisis de sedimentación.

El autor ha encontrado una causa primaria de la floculación es también gran concentración de sedimento en el cilindro. Aproximadamente 10gr de arcilla por litro es un buen valor (ver p.76) además resultados satisfactorios son a menudo obtenidos en muestras tan pequeñas como 2gr o tan grandes como 25gr.

Investigaciones han usado muchas diferentes causas y concentraciones de substancias químicas (llamados "peptizadores") solo peptizador o métodos de trabajo para todas las muestras. Esto a menudo simplemente un método de prueba y error para buscar un particular peptizador o un método particular de trabajo para la muestra o un grupo de muestras en cuestión. No obstante, ciertas substancias y procesos han encontrado aplicabilidad general, una discusión de algunas de estas es la que sigue.

Algunas investigadores (e.g Griffiths, 1967, pp. 50-51) enfatizan esto la combinación de una base fuerte y un ácido débil hace el mejor peptizador.

El siguiente método usando carbonato de sodio y oxalato de sodio ha sido usado satisfactoriamente.

Llevando la arcilla a la suspensión a 0.005M carbonato de sodio y 0.005M oxalato de sodio. Para esto hacer 0.1M de solución dé los dos por adición de 10.6gr de

carbonato de sodio y 13.4gr de oxalato de sodio para un litro de agua destilada. En el sitio de arcilla suspensión para ser dispersado en una probeta de un litro adicionando 50ml de solución de carbonato-oxalato, y llevando el volumen a un litro por adición de agua destilada. Agitando la suspensión por 5-10 minutos y dejando reposar por la noche y después checar para floculación como fue descrito.

Algunos investigadores han usado satisfactoriamente substancias tales como hidróxido de sodio, hidróxido de amonio o hexametafosfato de sodio como peptizador (ver Rolfe et al. 1960). El autor ha obtenido buenos resultados con hexametafosfato de sodio cual es comercial como calgon y es relativamente barato. Un mililitro al 10% de solución de calgon por gramo de arcilla es muy totalmente concentración (ver capitulo 3).

Con excepción de el hidróxido de amonio, cual evapora durante el secado de la muestra, el investigador debe ser seguro para distinguir el tipo y concentración de peptizador usado, por esto debe ser tomado dentro de la cuenta durante el cálculo subsecuente de los resultados del análisis de pipeta (ver 9.85).

El peroxido de hidrogeno es usado también como dispersante considerando el sobre mencionado peptizador actúa para mantener la pulsación eléctrica en medio de partículas, H2O2 el efecto de la sustancia para ser dispersante en dos diferentes formas. Este oxida el material orgánico cual a menudo inhibe la dispersión y debe ser removido. Además el H2O2 genera oxigeno en los espacios porosos de la sustancia, cual en efecto empuja partículas individuales fuera de algún otro. Uno hace no necesariamente para mantener el rastro del monto y concentración de H2O2 usado porque en calentamiento es completamente disociado en H2O y O2.

Procedimientos usando varias concentraciones de H2O2 han sido usados satisfactoriamente como es previamente mencionado esto es a menudo un material de prueba y error para encontrar la correcta combinación para un particular tipo de muestra. Un método general basado en parte en esto usado en el laboratorio de Tj.H.Van Ande les para lugar de la muestra de 1000ml en una copa de boca ancha y adicionando de un 10-15% de solución de H2O2 bajo esto cubriendo la muestra. El H2O2 debe rápidamente iniciar a burbujear.

Permitiendo la copa de boca ancha a permanecer toda la noche y después añadir cerca de 50 ml de una solución al 30% (la concentración es útil y comercialmente disponible) de H2O2 y dejando reposar unas horas. Continuando este procedimiento bajo esto es no más reacción con el material orgánico. Esto será siempre seguro hirviendo cuado el H2O2 añadido cual es simplemente debido a la disociación de H2O2 mismo. Este burbujeo es completamente distinto de los más vigorosos burbujeos esto resulta de una reacción con el material orgánico. Un procedimiento eficiente es añadir H2O2 para la muestra en la mañana temprano y después otra vez en la tarde o noche.

Después toda la materia orgánica oxidada, la muestra es calentada hasta ebullición cerca de una hora hasta estar seguro de que todo el H2O2 fue disociado.La muestra debe ser lavada para remover los solubles filtros de vela son más eficiente equipo para usarse para el lavado del material y medición de arcilla (Fig. 1).

Estos son comercialmente variable y son conectados a bombas de succión alrededor de 500 ml de agua destilada es mezclada con la muestra y después el liquido es acarreado fuera continuamente al filtro de vela levantando la porción insoluble de la muestra detrás. Este procedimiento es repetido de seis a ocho veces.

Por eso la técnica del dispersante empleado puede afectar el tamaño de determinación, uno de modificación de ellos deben ser estandarizados por un particular investigación porción con muchas muestras. Un procedimiento a lo mucho hacerlas comparaciones entre las muestras mucho mas valida.

VELOCIDAD DE SEDIMENTACION: LA LEY DE STOKES

Las velocidades de sedimentación usadas en el análisis de limo y arcilla usualmente calculado la ahora famosa ley de sedimentación creada por G.G Stokes en 1851. La ley de Stokes pertenece a la velocidad terminal de caída de una esfera en un fluido y esto se explica cómo sigue.

VRF (la resistencia de la viscosidad a la caída de una esfera en un fluido)= 6 π r µ v

Donde:

r= radio de la esfera en cm.µ = viscosidad del fluido en DINA-segundo/cm2 (poise).v= velocidad de caída en cm/sec.Y NDF (fuerza de descenso neta en una esfera en un fluido)= la fuerza de gravedad en la esfera menos la fuerza de gravedad del fluido

NDF= 4/3 (π r3 ds - g)- 4/3 (π r3 dƒg)

Donde:

r= radio de la esfera en cm.ds= densidad de la esfera en gr/cm3.dƒ= densidad del fluido en gr/cm3g= aceleración debida a la gravedad en cm/seg2Sin embargo, la velocidad terminal de caída es obtenida cuando VRF=NDF

Esto es cuando:

6 π r µ v=4/3 (π r3 ds - g)- 4/3 (π r3 dƒg)

O bien:

Cuál es la ley de Stokes, donde v es ahora la velocidad terminal de caída de la esfera.

La ley de Stokes como usada en el análisis de sedimentación para una temperatura particular es comúnmente simplificada para

V= CD2Donde C es una constante igual a

Y ds = 2.65 gr/cm3 ( la densidad del cuarzo),

dƒ = la densidad del agua destilada para una temperatura particular.g= 9.8 m/seg2

µ = La viscosidad del agua destilada para una temperatura particular.

D= El diámetro de la esfera en cm.

La lista de la tabla 1 da los valores de C temperaturas particulares. Estos fueron calculados usando valores para densidad para seis figuras significantes tales dadas para viscosidad de cuatro figuras significantes tales dadas en el libro de mano de la química y la física 49 edición.

La aceleración debido a la gravedad (g) fue tomada a 980 cm/seg2, un valor redondeado a tres cifras, cual es exacto para muchos lugares en los estados unidos. Investigadores trabajando a latitudes menores a 33º o grandes a 43º para latitudes alrededor de 1000m deben probablemente usar una pequeña diferencia para g (ver handbookk of chemistry and physics 4 edición).

LA tabla 1 también enlista los valores para D2 si estas velocidades pueden ser calculadas rápidamente. Si la velocidad de sedimentación es conocida para una temperatura particular, D puede ser calculada como

Valores para son también incluidos en la tabla 1.

La ley de Stokes no puede ser aplicada indiscriminadamente para todas las partículas sedimentadas en un fluido. En el sentido teórico estricto esto solo es válido bajo las siguientes condiciones y limitaciones.

1. Las partículas deben obtener la velocidad terminal de caída. Para partículas dentro del tamaño de la aplicabilidad de la ley de Stokes, la velocidad de caída es cercana instantáneamente. Weys & Enhoff (1920) fue, mostrado esto por una esfera con un diámetro de 50 µ, la velocidad terminal fue obtenida 0.003. Para partículas pequeñas, el tiempo es igualmente.

2.-Partículas deben ser rígidas. Todas las partículas analizadas sedimentologicamente deben cumplir con esta condición.

3.- Las partículas deben ser uniformes. Muchas partículas analizadas sedimentologicamente no son uniformes Arnold (1911) ha mostrado esto dentro del tamaño de rengo de aplicabilidad de la ley de Stokes, granos con superficies irregulares no tiene diferencias apreciables en la velocidad de sedimentación de granos uniformes y condiciones teóricas no son validamente practicas.

4.-No caída o equilibrio pueden tomar lugar entre la partícula y el fluido. Esto depende en la mojabilidad de la partícula en el fluido y la condición es plena cuando el agua es usada como fluido.

5.- El fluido debe ser de infinita extensión en relación a la partícula. Una partícula sedimentando cerca de las paredes del contenedor debe tener esas velocidades de sedimentación decreciendo por un monto dependiente en las cercanías de las paredes y el tamaño de la partícula (ver Krumbeir y Pettijhon, 1930, fig. 21, p.99). En el rango de tamaño de la ley de Stokes, el efecto de las paredes es insignificante si la sedimentación el vaso es más grande de 4 cm. de diámetro.La mayoría de los cilindros de 1000 ml usados en el análisis de pipeta de suelo y arcilla es más grande que este.

6.- La concentración de partículas debe ser menor a 1%, si la concentración de las partículas es alta, la individual partícula debe interferir con una u otra durante la sedimentación y la actual viscosidad del fluido debe ser diferente del fluido puro. El máximo admisible concentración depende en la viscosidad del fluido, el tamaño de la partícula, el rango en tamaño de partícula y la forma de la partícula. Para partículas de cuarzo cuales son dentro del rango de aplicabilidad de la ley de

Stokes y cual son sedimentación en agua destilada, la concentración de la partícula debe no exceder alrededor de 1% del volumen (Irani y Callis, 1983, p.60). Esta medición un máximo de alrededor de 25 gr. de muestra pueden ser usados en un cilindro de 1000-ml para un análisis de pipeta. Mejores resultados son mas consistente obtenidos si la muestra es alrededor de 10 gr. (una concentración de alrededor de 0.4%).

7.- Partículas deben ser más grande que 0.5µ de diámetro. Muchas partículas son afectadas por el movimiento browniano de las moléculas del fluido. Esto mantiene las partículas de caída en una línea recta, y consecuentemente la resistencia a la caída no es grande solo una función del tamaño de partícula y la viscosidad del fluido. Krumbein y Pettijohn han reportado (e.g, Iraní y Callis, 1963, p. 60) sugieren esto la ley es válida solo bajo 0.5µ bajo condiciones centrifuga es usada, una modificación de la ley es válida hasta 0.1µ.

8.- Las partículas no deben ser más grande que 50µ de diámetro. El límite superior para el tamaño de partículas de acuerdo a la ley de sedimentación de Stokes es una función de la temperatura y el número de Reynolds del fluido y la densidad de la partícula. Alrededor de este límite es turbulencia durante la sedimentación.

Oseen (1913) determina esta ley de Stokes es teóricamente valida solo arriba de 50µ. Sin embargo, Rubey (1933) muestra esta observación la velocidad de sedimentación difiere poco teóricamente de la determinación de Stokes a valores encima de 140µ. Muchos investigadores usan la ley de Stokes por encima de el limite bajo de tamaño de arenas 62.5µ, realizando esto puede ser una pequeño error en la fracción de 50-62µ.

9.- Las partículas deben ser esféricas. En la naturaleza prácticamente no hay partículas perfectamente esféricas. Wadell (1934) usando la misma acepción básica como Stokes, desarrollo una formula para la velocidad de sedimentación este toma una partícula modelo en consideración. Wadell usando una partícula modelo entre esta de una esfera y un disco cual es mas cercano al modelo promedio en la naturaleza es una esfera. En esencia la formula de Wadell reduce la velocidad de sedimentación determinada por la ley de Stokes para convertir algún valor de Stokes a un valor de Wadell, se debe multiplicar por 0.64.

En resumen, la ley de Stokes o la formula de Wadell son esencialmente validas en el rango de tamaños de partícula de sedimento y arcilla. Análisis de sedimentación por pipeta o por balance de sedimentación son basadas principalmente estas consideraciones teóricas.

PARTÍCULAS SOBRE EL RANGO DE LA LEY DE STOKES

Rubery (1933) invento una formula general para la velocidad de sedimentación de una esfera esto aplica teóricamente para partículas en el interior del rango de tamaño de la ley de Stokes tan bien como para bastas partículas.

Estos cálculos teóricos son validos tan grande como la fuerza neta de caída actuando en una partícula en un fluido es la fuerza de gravedad en la partícula menos la fuerza boyante de el fluido (ver 9.74).

Para le tamaño de la arena y varias partículas, sin embargo estos son factores adicionales cuales deben ser tomados en consideración estos tiende a invalidar los cálculos teóricos.

Durante la sedimentación de partículas grandes sobre el rango de la ley de Stokes, una fuerza de arrastre desarrollada esto tiende a decrecer la velocidad de sedimentación.

La fuerza de arrastre originda por el descenso de partículas grandes para una gran velocidad desarrollada una estela o una zona de baja presión detrás (sobre) ellos o como fijándolos (Zeogler y Gill, 1959, 9.4). La turbulencia firmada en estas estelas (despertadora) estas en esencia toman energía del sistema disminuye la velocidad de sedimentación.

La forma no esférica de la partícula produce adicional turbulencia durante la sedimentación.

En la otra mano, dos factores guardando a incrementar la velocidad de bastas partículas. El análisis de sedimentación de arena es hecho con un tubo de sedimentación (ver 9.89) en el cual los granos de arena son introducidos dentro de la cima del tubo y permitiendo la fijación para le fondo. Cook (1969, p79) encontrando esos grupos de granos de arena guardado hacia el fondo como una unidad bajo los granos y reservan dispersados, cuales requieren sedimentar a través de una distancia de pocos centímetros. Además granos pequeños guardan ser entradas por grandes granos y aceleración. Cook (1969, p 782) estos estados son el resultado neto de esas interacciones es eso. Una muestra sedimentaria para un rango rápido más eso predecido por las características hidráulicas de los granos. Esto es aparente interacción efectos son función de la muestra pequeña y oblicua, como tales sus magnitudes son prácticamente imposible a predecir.

Afortunadamente, las velocidades de sedimentación de las partículas sobre de el rango de la ley de Stokes puede ser determinado experimentalmente por la individual particula son suficientemente para trabajar con ellos.

Zigler y Goll (1959) son compiladas más útilmente tablas y graficas para la velocidad de sedimentación de cuarzos sobre el rango de la ley de Stokes.

Variables consideradas son la velocidad de sedimentación, tamaño, y forma de las partículas de cuarzo además para la temperatura del agua en cual la sedimentación toma lugar.

DIÁMETRO DE SEDIMENTACIÓN

Análisis de sedimentación actualmente determina la velocidad de sedimentación de partículas con diferentes tamaños, formas y densidad. En la práctica, estos velocidades de sedimentación son expresadas en términos del diámetro de las esferas de cuarzo estas sedimentan para las mismas velocidades. Estos diámetros son usualmente calculados usando la ley de Stokes o la formula de Wadell para arcilla o sedimento, y experimentales resultados para arenas. El actual tamaño físico o diámetro de partículas no es determinado, solo el diámetro de sedimentación “cual es una función del tamaño de partículas, forma y densidad”. Sin embargo, el diámetro de sedimentación es análogo de la norma de petrología; esto es algo que es artificial, pero es algo que vale la pena porque las interpretaciones pueden ser hechas de ahí.

ANALISIS DE PIPETA PARA LIMO Y ARCILLA

Por lejos el método de pipeta es el más usado para análisis de la distribución del tamaño de grano de limo y arcilla. Usualmente las velocidades de sedimentación usadas en el análisis de pipeta son calculadas de la ley de Stokes, además la siguiente discusión también puede aplicarse a sedimentación basadas en la modificación de Wadell a ley de Stokes. La única diferencia es en el retirando o tiempos listados en la tabla 2 y los diámetros calculados en la p.86 y p. 87para convertir alguno de estos números para corresponder a la formula de Wadell, multiplicar por 0.64

El primer ejemplo tomado durante un análisis de pipeta determina el monto total de limo y arcilla en el cilindro. Esto es tomado para tales un tiempo pasado y fondo es tono particular tamaño fracción fue completamente sedimentados pasado el punto de muestra. Por ejemplo, como listado en la tabla 2, para 20°C la muestra toma 7 minutos, 36 segundos después Restirring el cilindro y para un fondo de 10 cm. debe contener solo partículas con un diámetro de sedimentación más fino a 6.0Ø (15.6µ)

Todas las partículas deben ser sedimentadas a los 10 cm. del fondo.

Un análisis de pipeta toma tiempo considerable (ver tabla 2), sin embargo de 6-10 análisis corren al mismo tiempo deben ser tiempo más ligero que el primer análisis corriendo separadamente. Por tanto muchos investigadores crean algunas clases de una línea asamblea para un trato con un gran número de muestras e iniciar procesamiento de muestras cada día.

Un considerable valor de equipos es también necesario para el análisis por pipeta (ver tabla tres). La mayoría de este equipo, sin embargo, como utilidad múltiples propósitos y debe presentar en alguna bien equipado laboratorio sedimentológico.1.- Cilindros graduado de 1000-ml (el plástico es mas practico en corridas largas más que el vidrio)

2.- Platos evaporadores de 50 ml (alrededor de 10 platos evaporadores deben ser numerados y pesados). Estos pesos deben ser permanentes registrados para futuras referencias.

3.- 4 varillas de agitación.4.- Pipetas de 20-ml con tubo de goma colocado arriba.5.- Agua destilada.6.- Reloj electrónico con segundos grande en mano.7.- Termómetro.8.- Horno desecador.9.- Balanza analítica.10.- Intervalo portable de tiempo (opciones).11.- Desecador (opcional).

La muestra a ser pipeteada debe ser compuesta solo de arcilla y limo tamaños de partículas. Material basto es removido por lavado de la muestra a través de un tamiz de 62µ limpio. Limo y arcilla cuales son pasados a través del tamiz son puestos en 1000-ml probeta graduada y checada para floculación (ver página 70). Si esto no flocula o después un dispersante ha sido completada; agua destilada es añadida bajo el volumen es exactamente 1000-ml. La temperatura es ahora leída en un termómetro este ha sido puesto en un cilindro de agua destilada.

El termómetro debe ser checado periódicamente durante todo el análisis. Esto probablemente ser una pequeña o no variación en la temperatura de pipeta quitada bajo 8Ø (un intervalo de tiempo de alrededor 1 hora). Después tallas pequeñas pueden ser muestreadas, sin embargo, la temperatura puede ser variada considerablemente.

Si la temperatura en el laboratorio no puede ser estabilizada por algún método o aire acondicionado o si los cilindros no pueden ponerse a temperatura constante baño, el muestreo debe probablemente ser determinado para 8Ø O 9Ø (ver página 87).

Después de determinar la temperatura, los apropiados tiempos de retiradas son leídos de la tabla2.

La muestra después agitada (ver Fig. 2) por 2-3 min. En orden para asegurar una distribución de sedimento a través del cilindro. El último minuto de agitación debe ser consistente y uniforme, golpes grandes con el agitador atravesando completamente el largo del cilindro. Cuando el agitador se retira del cilindro, el tiempo inicia. Veinte segundos después de la agitación es completada, la primera muestra de pipeta es retirada.

Un procedimiento eficiente para esto y subsecuentes retiradas es para poner en pipeta dentro del cilindro hasta fondo 10 segundos después del tiempo de retirada.

(El mango de la pipeta debe ser previamente marcado a 5, 10,20 cm. del fondo) para el exacto tiempo de retirada, iniciar a chupar a través de la manguera exactamente a 20 ml en la pipeta. Esto debe tomar de 5-10 segundos. Cuando el líquido se acerca a la marca de 20 ml, presionar la manguera y remover la pipeta del cilindro. Vaciar la pipeta en los platos de evaporación. Después, en orden para enjuagar la pipeta (chupar más de 20 ml de agua destilada y vaciarla en el plato de evaporación).

Después prepararse para la segunda pipeteada. Si las muestras son tomadas solo para iguales intervalos de Phi, el siguiente procedimiento es como la primera pipeteada.

Si muestras adicionales, son tomadas a 4.5Ø y 5.5 Ø, reposar la probeta después de completar el 4.5 Ø pipeteada e iniciar el tiempo como anterior.

Para muestras de material más fino que 8 Ø, tiempos de pipeteo (ver tabla 2) son redondeados fuera para el minuto más cercano. Asegurar anotar los tiempos de pipeteo y los números de los platos de evaporación en una hoja de (ver fig 3). Esto es muy útil para mantener un intervalo portátil de tiempo en el laboratorio. Después durante las últimas pocas pipeteadas cuando esto es considerable tiempo entre pipeteadas, uno puede ir acerca de otro trabajo en laboratorio con el temporizador con alarma antes de la siguiente pipeteada es para ser hecha. Después la muestra es tomada, el plato de evaporación es puesto en la estufa de desecación cerca de 100°C y guardando en el desecador por la noche.

Para este punto en el análisis de sedimentación de limo y arcilla por el método de pipeta diferentes opiniones de sedimentologistas como el mejor procedimiento el siguiente.

Un método (e.g Fol., 1965, p.38) es remover la muestra de la estufa y tenerla puesta en el laboratorio por cerca de una hora antes de pesarla. Esto permite que la muestra absorba agua de la atmósfera. El valor absorbido es una función del tipo de arcilla y minerales presentes y la humedad de la atmósfera, esto es pesado. Otro método popular entre sedimentologistas es tomar las muestras del horno y ponerlas en un desecador después el pesado es hecho. Ellos son después removidos, una a una, del desecador y rápidamente puestas en la balanza conteniendo un agente desecador tal como el cloruro de calcio y pesar.Muchos investigadores admiten que el método del desecador es mas teóricamente cierto, por ejemplo, si la humedad varia de hora a hora o de día a día en el laboratorio, la muestra debe pesar más en un día húmedo que en un día seco. Además, una clase particular de arcilla mineral en una muestra puede absorber mas humedad que una clase diferente de mineral de arcilla en otra muestra.

Finalmente además de la arcilla siendo analizada mas ciertamente echo contiene humedad absorbida durante su deposición, la teoría básica concerniente al análisis de sedimentación trata al fluido de sedimentación como una constante en la cual el sedimento y arcilla son completamente sumergidos.

En otra mano, el equilibrio método cual hace uso de desecadores es mas practico. No obstante eso no es teóricamente cierto como el método del desecador, el método del equilibrio ha sido extremadamente satisfactorio en el pasado. Por una cosa, esto es casi imposible mantener para todas humedades de la muestra en 1 o 2 segundos eso toma para mover la muestra del desecador a la balanza, algunos pesos ganados suceden. Además, es extremadamente difícil mantener la balanza completamente sin humedad, por tanto la cantidad de humedad absorbida puede ser una función del tiempo que toma pesar la muestra con la misma velocidad es un error adicional introducido.

En vista de la discusión, el autor recomienda el método del equilibrio ser usado en laboratorio y mantener la temperatura y humedad constante. Después el peso total del el plato de evaporación es recordado en la hoja de datos (ver fgi 3), el peso del plato de evaporación limpio (ED) y el peso del dispersante (D) son substraídos de el total. El peso del dispersante (D) en el plato de evaporación es calculado como sigue:

D = (peso molecular del dispersante) (molaridad del dispersante en 1000-ml)

50

Después restando ED y D el residuo es ∫, el peso de el sedimento y arcilla en el plato de evaporación. Por eso ∫ es de 20 ml o 1/50 de el volumen original de los 1000-ml, esto debe ser multiplicado por 50 para tomar el peso total en el cilindro.

Si la pipeteada no es tomada en el tiempo estipulado, una nueva retirada puede ser calculada para la cual la talla deseada del material puede ser muestreada para un nuevo tiempo. La siguiente razón y ecuación aplicaV=CD2

Donde V= velocidad terminal de caída en cm/segC= constante de Stokes calculada de la ley (ver tabla 1).D= diámetro de sedimentación en cm (ver tabla 3 para valores de D2)

V= X/t

Donde V= velocidad terminal de caída en cm/seg.X= fondo para el cual la partícula ha sedimentado en cmt= tiempo que la partícula tiene sedimentando en seg.

Ademas CD2= X/t ; X= CD2t

Donde X es el nuevo fondo para el cual la muestra es tomada para el nuevo tiempo t.

Un método igual de muestreo de calcular el nuevo fondo es como sigue:

Donde Vn= velocidad terminal de caída en cm. /seg.Xn= nuevo fondo para cual la muestra es tomada.tn= nuevo tiempo para el cual la muestra es tomada

Vs= Xs/tsDondeVs= velocidad terminal de caída en cm/segXs= profundidad estándar para la cual la muestra debe ser tomadaTs= tiempo estándar para la cual la muestra debe ser tomada.Sin embargo, para el mismo tamaño de partícula,

Vn=Vs y Xn/tn=Xs/ts

Ademas Xn=(Tn-Xs)/ts

Donde Xn es la nueva profundidad para la cual la muestra es tomada para un nuevo tiempo tn.

Usando los pesos obtenidos de un análisis de pipeta de limo u arcilla, porcentajes acumulativos bastos que un particular tamaño de grano son acumulados como sigue:

Acumulativo%= 100(G+S+Sc-D)/G+S+SC

Donde G= peso de la fracción gravaS= peso de la fracción arenaSc= peso de sedimento y arcilla fracciónD= peso de una partícula de la muestra de pipeta a tiempo 50.

Porcentajes acumulativos son calculados para cada pipeteada y estos resultados junto con esto de el análisis de tamaño de arena y fracción de grava son trazados para formar la curva de acumulación para la muestra entera (ver capitulo 6).

Esto puede ser factible para correr completo un análisis de pipeta de sedimento y arcilla fracción. Por eso de el efecto del movimiento browniano (ver página 77), o por la consideraciones temporales (ver p.81), o porque de una falta de tiempo el análisis se puede ser determinado antes de la fracción fina sea completada. Fol.

(1965 p.39) sugiere esto la sin muestreada distribución son interpoladas.

Esto puede hacer un ordinaria aritmética grafica en papel por extensión de la curva de acumulación en una línea recta del último punto de datos 14 Ø (0.6µ) al 100%.

Esto manipulación asume eso todas las partículas de arcilla son más grande de 14 Ø porque la interpolación asume el punto en cuestión (i.e, el tamaño de distribución), eso es cuestionable si esta interpolación añade algunas para el análisis del tamaño. (Ver capitulo 6).

Hidrómetro, manómetro, centrifuga, fotómetro, elutration, y decantación son métodos también usados ocasionalmente para análisis de sedimentos de limo y arcilla. Estos métodos no son cercanamente de este modo ampliamente usados en sedimentologia como el método de pipeta y no prueba hechos para describir ello.

Aquellos interesados en detalles de estos métodos son referidos a Krumbein y Pettijohn 1938, p.119-124, Iraní y Callis

BALANZAS DE SEDIMENTACIÓN PARA LIMO Y ARCILLA

Recientemente, las compañías Gahn y Sartorius han empleado en el método de balanzas de sedimentación semiautomáticas que determinan el tamaño de distribución de partículas dentro del rango de Stokes.

Sin embargo las dos difieren en detalles, ellas consisten principalmente de tres componentes.

1.- Una balanza automática está continuamente pesando el valor de la muestra cuando fue sedimentada.

2.- Una tabla con tira graba estos conservando un continuo registro del peso de la muestra sedimentada.

3.- Un cilindró de sedimentación en el cual la muestra sedimenta.La principal ventaja de estos dispositivos es esta, uno puede poner la muestra en ellas y realizar otras actividades mientras la muestra corre. La principal desventaja son esa solo una muestra por día puede ser corrida y es el costo completo del aparato cerca de 4000 usd. Para aquellos interesados en detalles adicionales e información concerniente para estas balanzas de sedimentación, contacta a la manufacturación o distribuidora en las notas al pie.

TUBOS DE SEDIMENTACIÓN PARA ARENA.

Considerando que el análisis de sedimentación es comúnmente aplicado a partículas más finas que 4 Ø (62.5µ), el análisis de tamiz es presentemente el

método más popular para análisis de arena (ver capitulo 3). El autor piensa, sin embargo este análisis de sedimentación de arena en tubos de sedimentación será así incrementando su popularidad esto en el futuro cercano (10-20 años) eso remplazara al análisis de tamiz como el método más común.

Razones para el aumento de popularidad del análisis de sedimentación de arena incluye lo siguiente.

1.- Un grano de arena es usualmente depositado para un tiempo particular y lugar porque de esa velocidad de sedimentación.

Velocidad de sedimentación de grano de arena es una función de su volumen, densidad, redondez, y esfericidad.

Análisis de sedimentación es el único tamaños técnica esta toma todas las cuatro de esos factores en consideración.

El tamizado simplemente separa granos según para sus mínimos área de sección de cruce.

2.- Análisis de sedimentación de arena es mucho más rápido que el análisis de tamiz. Un completo análisis de sedimentación toma cerca de 10-20 minutos, considerando un comparable análisis de tamiz puede tomar algunas horas.

(a) Solo una pesada de la muestra total es necesaria para el análisis de sedimentación. Una pesada de cada tamiz es necesaria para los anales de tamiz.(b) Cada tamiz debe ser limpiado después de cada análisis de tamiz.

(c) El tubo de sedimentación puede ser construido si esta salida del análisis de sedimentación empresa automáticamente en una cinta magnética esta puede alimentar a una computadora cual fue programada para calcular todos los tamaños y variedades parámetros.

3.- Análisis de sedimentación requiere solo2-3 gr. de muestras considerando el análisis de tamiz usualmente requiere cerca de 100 gr. de muestra. Este factor es extremadamente importante para analizar la basta fracción de núcleos marinos cuales a menudo contienen solo un pequeño monto de arena.

4.- L as aberturas del tamiz comúnmente cambian con el uso.

5.- El análisis de sedimentación de arena produce una continua curva acumulativa con cada grano de arena que será registrado. El análisis de tamiz produce una curva dibujada de una muy limitada número de puntos. Para estudios en más detalle un particularmente interesante o inusual parámetro de tamaño, uno necesita solo leer puntos adicionales fuera de el original curva acumulativa de análisis de sedimentación.

Con el análisis de tamiz, uno debe correr otro análisis usando un intervalo pequeño de Phi (tamices adicionales).

Uno de los primeros dispositivos usados para el análisis de sedimentación de arena fue el tubo Emery (Emery, 1938) fue usado para determinar el tamaño de distribución de arena por el porcentaje de volumen. Esto fue efectuado por introducción de una muestra encima de la columna de agua en el tubo Emery y después mediciones de la altura del el sedimento acumulados en el fondo del tubo a través del tiempo.

Eso fue asumido la altura proporcional, al volumen; este porcentaje de volumen fue determinado.

Algunas conversiones de porcentaje de volumen directamente a porcentaje en peso pueden introducir un error significante debido a la densidad y forma consideraciones.

Uno más de el cercano tubos de sedimentación fue desarrollado por Dutch sedimentologist para el Hague sedimentological laboratory y fue usado para determinar el tamaño de distribución por el porcentaje en peso (Tj. Van Andel, comunicación personal). Subsecuentemente, numerosos investigadores han construido sus propios tubos para el análisis de arena por modificación e improvisación de estos dispositivos cercanos (e.g,; Tj. H van).

Desafortunadamente, la mayoría de estos tubos de sedimentación improvisados para el análisis de arena no son descritos en la literatura y no son comercialmente disponibles.

En otra mano, unos pocos tubos improvisados de sedimentación han sido descritos a detalle. Uno es el tubo visual de acumulación desarrollado por la Inter. Commin de recursos acuáticos y St Anthony laboratorio hidráulico (report #11, (1957)). El tubo esencialmente es una modificación del tubo de Emery en el cual, las muestras introducidas mecánicamente rangos mas manualmente y un operador manual registran trazos de el volumen acumulado de sedimento en motor-conductor tabla de tiempo.

Las velocidades de sedimentación usadas para calibrar el tubo fueron determinadas experimentalmente. La acumulación visual del tubo fue listada científicamente a un valor porque, como el tubo de Emery, solo determina el porcentaje de volumen.

Otro dispositivo descrito a detalles es el tubo de sedimentación usado para Word Holeoceanographic Institute (Whitney y Zeigler 1960). Este tubo mide el tamaño a una presión diferencial entre dos columnas de agua teniendo una cabeza común.El cambio causado por introducción de sedimento junto a uno de las columnas es medido por una presión de agua transducida y la salida alimentando para un registro.

Como los granos de arena sedimentan pasada la presión de arriba para trasducir, y la presión de ellos causada no es grande detectada por el transductor, y la presión diferencial será menor y menor con el paso del tiempo. (Schice, 1966, p.403).

Benthos Inc. Produce un analizador rápido de sedimento tipo 341, cual es comercialmente disponible y es patentado después del tubo de sedimentación para Woods. De cinco a diez gramos de arena son usados para cada análisis de sedimento puede manual materia en el rango de 50µ a 4mm.

La principal desventaja de este dispositivo está en su costo entre 5000 y 6000 usd (preciso de 1969).

Félix (1969) fue recientemente descrito en detalle el tubo de sedimentación usado en la Universidad del sur de California para rápido análisis de tamaños de arena. Este dispositivo el cual registro porcentajes de peso consistente de un plexiglás tubo cerca de 2m de largo con un diámetro interior de 11.2 cm., un pequeño plástico disco en el cual el sedimento sedimenta, una línea monofilamento cual conecta el disco cerca del fondo del tubo con una celda transductora (válvula recta) montado sobre la cima de el tubo, una batería amplificadora de poder para acelerar la salida fuera de la celda transductora, una tabla de papel registra, y un cable malla dispositivo para introducir el sedimento dentro de la columna de agua.

Como el colector de sedimento en el panel para el fondo del tubo, la celda transductora convierta esfuerzo dentro de una señal eléctrica de unos pocos milivolts.

La señal es alimentada para el amplificador y desde allí para la tabla de registro, cual muestra en una curva de esfuerzo contra tiempo.

La principal ventaja de un USC-tipo tubo de sedimentación es el corto Félix (1969) lista modelos numerados y direcciones para cual todos los componentes pueden ser comprados y estados de costo total bajo a 100. Cook (1969) en una comparación de papel para Félix discute en papel en detalle la calibración del USC tubo de sedimentación tan bien como teórico y práctico consideraciones estas deben ser tomadas en cuenta dentro de la calibración en algún tubo de sedimentación.

Para el investigador interesado en detalles en la utilidad, construcción y calibración de tubos de sedimentación de arena, enuncia referencias también como la siguiente debe ser consultada.

ANEXOS

REFERENCIAS

Amercian society for testing material, 1963, Grain size analysis of soils, D422-03, 203-211,ia 1967 A.S.T.M. Standars, part 11, Philadelfia.

Arnold, H.D., 1911, Limitations imposed by slip inertia terms upon Stokes law fot the motion of spheres through liquids philosophical mag., 22, 755-775.

Camp, T.R., 1946, Sedimentation and the design of settling tanks, Trans. Am soc. of civil eng., 111, paper 2285, 895-958.

Cook, D. O. 1969. Calibration of the University of Southern California Automatically Recording Settling Tube, J. Sed. Pet., 39, 781-786.

Emery, K. O., 1938, Rapid method of mechanical analysis of sands, J. Sed. Pct., 8, 105-110.

Felix, D. W., 1969, An inexpensive recording settling tube for analisys of sands, J. Sed. Pet., 59, 777-780.

Folk, R. L. 1965, Petrology of sedimentary rocks, Hemphills, 159 pp.

Griffiths, J. C., 1967, Scientific method in analysis of sediments, McGraw-Hill Book Co., 503 pp.

Handbook of chemistry and physics, Forty-Ninth Edition, 1968-69, Chemical Rubber Publ. Co.

Irani, R. R., and C. F., Callis. 1963, particle size: measurament, interpretation, and application, jhon Wiley and Sons, 165 pp.

Krumbein, W. C., and F. J., Pettijohn, 1988, Manual of sedimentary petrography, Application-Century-Crofts, 549 pp.

Müller, German, 1967, Sedimentary petrology, part I, Methods in sed. pet., translated by Hnas-Ulrich Schemincke, Hafner Publishing., 288 pp..

Oseen, C. W., 1913., über con Gultlgkeitsberich der Stokess'schen Widerstandformel, Arkiu for Matematik, Astronomi Fysik, 6 1910; 7, 1911; 9, 1913.

Report # 4, 1911, Methdos of analyzingn sediment samples, Subcommittee on Sedimentation, Inter-Agency Comittee on Water Resources, St. Anthony Fails Hydraulic Laboratory, Mineapolis, Minnesota, 203 pp.

Report # 11, 1957, the development and calibration of the visual-accumulation tube, Subcomittee on sedimentation, inter agency commitee of water resources, St. Anthony Falls Hydraulic Laboratory, Mineapolis. Minnesota, 109 pp.