Fundamentos de la Petrofísica: Características Físicas y Mecánicas de las Rocas

Propiedades Fundamentales de las Rocas

Las propiedades de las rocas están intrínsecamente ligadas a su origen y composición, siendo cruciales para la ingeniería geológica y la petrofísica.

1. Estructura

La estructura se define debido a su proceso de formación. Las principales estructuras son:

• Granitoide: Constituida por materiales adheridos en granos de tamaño **análogo** (similar).
• Porfídica: Sobre una matriz de materiales difícilmente diferenciables se destacan gránulos de mayor tamaño (fenocristales).
• Estratificada: La estructura se presenta en bandas. Si estas bandas son muy finas, se denomina **esquistosa**.
• Clástica: Producida por la **cementación** de minerales o fragmentos de rocas rotas o sueltas. Según la forma de sus fragmentos puede ser:
  • Brechiforme: Fragmentos angulosos.
  • Pudingiforme (Conglomerática): Fragmentos redondeados.
  • Amigdaloide: Fragmentos en forma de **almendra**.
• Laminar: Se puede exfoliar en láminas. Si las láminas son pequeñas, se denomina **escamosa**.
• Sacaroidea: Laminillas entrelazadas en todos los sentidos, dando un aspecto similar al azúcar.
• Fibrosa: Compuesta por **fibras** paralelas o radiales.
• Granular: Superficie granulienta.
• Compacta: Los componentes de la roca forman una masa **homogénea**.
• Porosa: Los componentes forman una masa **heterogénea**, con huecos producidos por burbujas gaseosas o restos orgánicos.
• Cristalina: Gran parte de sus componentes están **cristalizados**.
• Vítrea: Existen cristales aislados, pero la matriz está constituida por elementos **amorfos** (vidrio volcánico).

2. Fractura

Aspecto que presentan los bordes cuando se rompe una roca. Está relacionado con la **estructura** y el tipo de proceso de formación. La fractura puede ser: plana, escalonada, ondulada, hojosa, *concoidea*, etc.

3. Dureza

La **resistencia** que presentan las rocas a ser penetradas o rayadas por determinados cuerpos. Depende de los materiales que componen la roca y de su **cohesión**.

4. Cohesión

Define la **unión** entre las partículas que constituyen la roca. Depende de los componentes, la presencia o no de cementos y el proceso de formación. Según el grado de cohesión, las rocas se clasifican en:

• Coherentes: Es necesario triturarlas para separarlas.
• Friables: Se desmenuzan fácilmente. (Corrección de 'fiables' a 'friables').
• Sueltas: Son granos o partículas individuales.

5. Homogeneidad

Relaciona la distribución de los distintos componentes dentro de la estructura general de la roca. Principales defectos o discontinuidades:

• Grietas o pelos: Fisuras muy finas, generalmente rellenas de material más blando que la roca.
• Coqueras o cavidades: Huecos rellenos de otros materiales menos resistentes.
• Nódulos: Materiales más duros que la roca en la que están incluidos.

Propiedades Físicas y Mecánicas

6. Densidad

Relación entre la masa (peso) y el volumen de la roca.

• Densidad Aparente ($D_a$): $D_a = P_d / V_a$ (Peso seco / Volumen aparente).
• Densidad Real ($D_r$): $D_r = P_d / V_r$ (Peso seco / Volumen real de la fase sólida).

En rocas muy **compactas**, estos dos valores son muy similares; lo contrario ocurre en rocas **porosas**.

7. Compacidad

Relación entre la densidad aparente y la densidad real. *Nota: Los ensayos para determinar la densidad se realizan con material seco hasta peso constante.*

8. Porosidad

Es la medida de la cantidad de **poros** en las rocas, siendo importante conocer tanto su volumen total como su distribución y la relación entre ellos.

9. Permeabilidad

La **facilidad** que presentan las rocas para ser atravesadas por un fluido cuando existe una diferencia de presión entre ambas caras.

10. Capilaridad

Propiedad por la cual un líquido penetra y asciende por los poros de una roca debido a la acción de la **tensión superficial** de dicho líquido. Depende de la mineralogía, la textura y el tamaño de los poros.

11. Absorción y Peso Específico Aparente

El **Coeficiente de Absorción de Agua** es el porcentaje en peso de agua absorbida, respecto al peso de la probeta en seco.