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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN FACULTAD DE INGENIERÍA DE PROCESOS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA QUÍMICA

CURSO: HIDROCARBUROS

PRÁCTICA N° 1: “POROSIDAD” DOCENTES: Dr. PAVEL DELGADO SARMIENTO Mg. JAVIER VILLEGAS ARAGÓN

GRUPO: C

INTEGRANTES:

No. 01 02 03 04 05 06 07

Apellidos y Nombres

2017

CUI

PRÁCTICA Nº1 DETERMINACIÓN DE POROSIDAD DE SUELOS 1. OBJETIVOS  Determinar la porosidad el volumen que ocupan los poros que se encuentran entre los espacios de diferentes tipos de piedras de diferentes diámetros (arena fina, arena gruesa y piedras o cascajo). 2. MARCO TEORICO  El espacio poroso de un suelo es la parte del mismo que en su estado natural está ocupado por aire y/o agua.  La porosidad de un suelo se puede medir en forma directa suponiendo que es igual a la humedad de saturación. Sin embargo, esta suposición es cierta en casos de suelos con porosidad conectada. Generalmente, la porosidad determinada a partir de la densidad aparente da valores mayores que el contenido volumétrico de agua a saturación. Esto es debido a que no toda la porosidad está conectada y, por tanto, algunos poros permanecen llenos de aire, incluso, después de saturar la muestra. Esta diferencia será mayor, cuanto más poros aislados hayan (vesículas o cavidades), como ocurre en sellos o costras superficiales, o en ciertos horizontes con colapso de estructura.  Las partículas de un suelo varían en su composición y en su densidad. La densidad de la fase sólida del suelo está definida como la masa total de los sólidos dividida por el volumen total de ellos.

 Los valores típicos varían de 2,5 a 2,8 Mg/m3, siendo 2,65 Mg/m3 (2,65 g/cm3) el valor representativo de muchos suelos y el valor de densidad de partícula para el cuarzo.  La densidad de las partículas no proporciona información acerca de los procesos físicos del suelo. Sin embargo, es un valor muy útil que participa en el cálculo de propiedades del suelo como la porosidad y la distribución del tamaño de las partículas. La mayoría de los métodos estándares señalan la remoción de la materia orgánica, de tal manera que, la densidad de las partículas refleje solamente la fase mineral.  La porosidad de los suelos habitualmente se determina de forma directa a partir del valor de la densidad aparente (ap) en laboratorio. Ésta se puede determinar de forma directa utilizando técnicas estandarizadas y la siguiente expresión:

 Es necesario que el suelo permanezca inalterado manteniendo intacta su estructura. Se puede medir insitu, aunque el resultado obtenido con los métodos de campo es poco exacto.

Fig. 1 Porosidad de distintos tipos de suelo  El término para describir la cantidad de espacio poroso es la siguiente:

Donde: φ : Porosidad V0 : Volumen de huecos o vacíos Vs : Volumen del suelo

Cuadro 1. Valores orientativos de la porosidad total (φ x100) de un suelo y su interpretación  Esta definición es equivalente a la siguiente expresión (si la densidad de las partículas incluye a la materia orgánica):

Donde: φ : Porosidad ap : Densidad aparente p : Densidad de partículas

3. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL A. Se dispone de una caja de vidrio que tiene una base de 14 cm x 14 cm y una altura de 40 cm, dentro de la que se coloca, en uno de sus vértices internos, una manguera de goma sujetada por uno de sus extremos a un embudo, de manera que el otro extremos de la manguera llegue hasta el fondo de la caja de vidrio.

B. Se disponen capas sucesivas de suelo, con diferente granulometría de tal forma que las capas con mayor tamaño de partícula se dispongan en las capas inferiores y conforme se vaya ascendiendo, la granulometría de éstas disminuya. C. Medimos la altura total del recipiente y las alturas de cada capa obtenida (no consideramos el diámetro de la manguera). D. Teniendo las capas dispuestas dentro del recipiente agregamos agua, a través de la manguera de goma, en cantidades pequeñas para la observación y cálculo del volumen de líquido que cubrirá cada capa (se observará que el agua baja con dificultad). E. Daremos por concluida la experiencia cuando superior del arreglo de capas.

Figura 2. Disposición de las capas

Figura 3. Arreglo concluido

Figura 2. El agua va cubriendo las capas

el agua haya alcanzado el borde

Figura 4. Se añade el agua al arreglo

Figura 3. Finaliza el experimento cuando el agua llega a la capa superior

4. RECOLECCIÓN DE DATOS Y CÁLCULOS 4.1. Datos Capa

Ancho y largo (cm)

Altura (cm)

Volumen de la capa (cm3)

Volumen del fluido (cm3)

Cascajo Arena gruesa Arena semifina Arena fina Vol. Totales (cm3) Densidad aparente

: 2,65 g/cm3

4.2. Cálculos  Los cálculos de la cantidad de espacio poroso están basados en la expresión:

Donde: φ : Porosidad de la capa V0 : Volumen de huecos o vacíos = Volumen del agua (fluido) que cubrió la capa Vs : Volumen del suelo = Volumen de la capa  El cálculo de la porosidad promedio se realiza mediante la siguiente expresión: ̅

∑

Donde: φ : Porosidad promedio n : número de capas CAPA

Capa 1

Capa 2

CÁLCULO

Capa 3

Capa 4

Porosidad Promedio

5. CONCLUSIONES  Lo que permite el almacenamiento de los fluidos es la porosidad, la cual describe el espacio en la roca, arena, etc. no ocupado por algún mineral o material sólido.  La proporción de los espacios rocosos en el cascajo, arena fina, arena semi fina, depende del tamaño y empaquetamiento de los granos que la forman. En nuestro caso la porosidad es mayor porque son sedimentos no consolidados.  En la práctica el agua que ingresaba a cada nivel de nuestro experimento iba ocupando los poros lentamente formándose en las paredes líneas de forma ondulante que separaban la parte seca de la húmeda.  En la experiencia utilizamos capas de suelo con diferente granulometría. La rapidez con la que el agua se expandida variaba de abajo hacia arriba siendo el cascajo (capa 1) más poroso y la arena fina menos porosa. 6. BIBLIOGRAFIA:  Atares Huerta Lorena, “Determinación de la porosidad”, España, Universidad Politécnica De Valencia.  Ing. Dante Cano García, “Manual De Practicas De La Materia De Edafología”  Torres Cervantes Lucero, “Textura y determinación de la porosidad de muestreo de suelo”  Dr. Pavel Delgado Sarmiento, Mg. Javier Villegas Aragón, “Guía de prácticas de laboratorio de hidrocarburos”.