Estudio Granulométrico de Sedimentos: Técnicas y Métodos de Análisis

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Obtención de la Muestra

  • Muestra común (arenas, etc.): Muestras puntuales ("spot sample") para cada estrato.
  • Distribución del muestreo:
    • En serie (playas).
    • Areal (abanico desértico).

Si hay materia orgánica, se debe congelar la muestra para evitar su oxidación y, además, ubicarla en una bolsa de plástico para prevenir la contaminación.

Tratamiento Preliminar en Laboratorio

  • Secado: A 40 °C. En el caso de las arcillas, se debe evitar que se conviertan en ladrillo.
  • Disgregación: Separación manual de las partículas, aplastándolas.
  • Homogeneización.
  • Cuarteo: Selección de una parte de la muestra, procurando que sea homogénea y característica. Separación de las partículas o granos de los sedimentos.
    • Método del cono.
    • Separación mecánica (división).
  • Peso de la muestra.

Remoción de Sustancias que Interfieren con la Dispersión

  • Carbonatos: Se eliminan con HCl al 10%.
  • Materia orgánica: Se destruye con agua oxigenada.
  • Sales solubles: Se eliminan por diálisis con nitrato de plata. Se aplica nitrato de plata; si la solución se torna lechosa, indica la presencia de sales. Se remoja la muestra hasta que no queden sales, utilizando papel de diálisis. "Lavado constante hasta que al verter gotas de nitrato de plata no haya coloración".

* Cuando el proceso no permite la disgregación, se realizan "cortes transversales".

* En el caso de limos y arcillas, no conviene lavarlas. Se aplica un disgregador para separar los granos.

Método de la Pipeta

Se utiliza en el análisis de limos y arcillas. Se basa en la velocidad de decantación de las partículas. Consiste en extraer un pequeño volumen de la suspensión en un tiempo dado, evaporar y pesar el residuo remanente.

Preparación

  1. Pesar previamente la muestra.
  2. Remover el material más grueso mediante tamizaje.
  3. Secar y pesar el sedimento retenido (cantidad de arena).
  4. Tamizar en seco el sedimento más grueso. Obtener una muestra del fango.
  5. Verter el fango en un vaso de precipitado con agua destilada y agregar dispersante. Luego, completar hasta obtener 1 litro.
  6. Verter en una probeta a 20 °C.

Extracción

  1. Agitar la probeta.
  2. El tiempo se toma desde que se deja de agitar. A los 20 segundos, se obtiene una muestra de 20 ml a 20 cm de profundidad de la probeta (limos y arcillas).
  3. Después, a las 2 horas y 3 minutos, se extrae la segunda muestra a 10 cm de profundidad, 20 ml.
  4. Ambas muestras se secan en una estufa.
  5. Se pesan los vasos en una balanza.
  6. Restar el peso de los vasos al peso obtenido en el paso 1.
  7. El peso del dispersante se obtiene...

Fundamentación

Se basa en que el sedimento fino se distribuye uniformemente en todo el litro de agua.

Tamaño de las Partículas

Se refiere al diámetro de tamizaje, que es el ancho de la abertura del tamiz. Este es el método para medirlo.

Textura

Se refiere al tamaño, morfología y disposición (fábrica) de los elementos que componen una roca sedimentaria (tamaño, morfología, fábrica, porosidad, permeabilidad).

  • Diámetro de tamizaje: Ancho por el que pasa la partícula a través de un tamiz.
  • Diámetro nominal: Ancho del volumen de una esfera comparada con una partícula.
  • Diámetro de sedimentación: Función de la velocidad de decantación.

Escala

  • Escala natural de clasificación: Logarítmica.
  • Udden: Ideó una unidad de medida y creó una escala logarítmica.
  • Krumbein: Ideó la escala Φ = -log2(x), donde "x" es el diámetro de la partícula en mm (phi).

Moda

Es el diámetro de partículas más frecuente. Se obtiene en las curvas de frecuencia. Su desventaja es que es independiente del tamaño de las demás partículas. Pueden presentar más de una moda:

  • Unimodales.
  • Bimodales: Mezcla de poblaciones de un sedimento.

Mediana

Es el diámetro que corresponde al 50%. Puede expresarse en phi o en mm, pero no representa el total de la muestra.

Mediana Gráfica

Es la más usada y sirve para determinar el tamaño de la muestra.

Fórmula:

Mg = (Φ16 + Φ50 + Φ84) / 3

Selección

Corresponde a la desviación estándar. Determina la uniformidad en cuanto al tamaño del sedimento. Gráficamente, se obtiene de la curva de frecuencia acumulativa. Pueden ser:

  • Muy buena selección: Dunas de playa, playas (foreshore).
  • Buena selección: Playas marinas (foreshore) y plataformas marinas.
  • Selección buena a moderada: Dunas de interior, sedimentos de ríos, plataformas distantes y lagunas.
  • Selección moderada: Sedimentos fluvioglaciares, sedimentos de la mayoría de los ríos.
  • Mala selección: Sedimentos fluvio-glaciares.

Fórmulas:

S = (Φ84 - Φ16) / 2

S.A = (Φ84 - Φ16) / 4 + (Φ95 - Φ5) / 6.6

La Selección Depende de

  • El rango del tamaño del material suministrado al ambiente de depositación (por ejemplo, olas atacando un till producirán mala selección).
  • El tipo de depositación (agua, viento, glaciar).
  • Las características de la corriente.

Tiempo

Se relaciona con la velocidad de abastecimiento de los sedimentos.

  • En playas donde se erosiona un acantilado o bien donde los ríos llevan gran cantidad de sedimentos, habrá una selección pobre.
  • En costas estables, sin mayor aporte de sedimentos, habrá una mejor selección.

Asimetría

Las curvas en el gráfico pueden ser similares en selección y tamaño medio del grano, pero una puede ser simétrica o asimétrica. Es una medida independiente de la selección que indica el predominio de una población respecto a la otra. Relaciona el grado de simetría que guarda la granulometría promedio respecto a las colas de una determinada distribución. Se observa cualitativamente en el gráfico.

Fórmula:

Aa = (Φ16 + Φ84 - 2Φ50) / 2(Φ84 - Φ16) + (Φ5 + Φ95 - 2Φ50) / 2(Φ95 - Φ5)

Pueden ser:

  • Asimetría positiva: Exceso de material fino (gráfico 1).
  • Asimetría negativa: Exceso de material grueso (gráfico 3).

Kurtosis

Es la comparación entre la dispersión de la parte central y la dispersión de los extremos de la curva de frecuencia (agudeza).

Fórmula:

K = (Φ95 - Φ5) / 2.44(Φ75 - Φ25)

  • Leptocúrtica: Aguda, con colas muy gruesas y finas, con valores altos de kurtosis.
  • Platicúrtica: Forma achatada y generalmente con inflexiones.

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