Resumen # 2 Densidad Real , Densidad Aparente y Porosidad.

                 Universidad Técnica Estatal De Quevedo

                                             

                  Nombres: Patricia Salazar Litardo
                  Curso: II ALIMENTOS "A"

          

         Densidad Real , Densidad Aparente y Porosidad

                      ¿Qué es la densidad?

La densidad se define como el cociente entre la masa de un cuerpo y el volumen que ocupa. Así, como en el Sistema Internacional , la masa se mide en kilogramos (kg) y el volumen en metros cúbicos (m³) la densidad se medirá en kilogramos por metro cúbico (kg/m³).

Densidad Real 

La densidad real se refiere al peso del material sólido que compone al suelo. Constituye la masa (peso) de una unidad de volumen de partículas sólidas del suelo. Esta se expresa en gr. /ml, y presenta una considerable variación, aunque la densidad de partículas en suelos es casi constante y varia de 2.60 a 2.75 gr. /ml, excepto para suelos orgánicos. La densidad real de un suelo depende principalmente de la composición y cantidad de minerales y de la proporción de materia orgánica e inorgánica que contiene. La densidad de la parte mineral de un suelo es mayor que la de la materia orgánica porque contiene cuarzo, feldespato, mica y óxidos de fierro como la magnetita y la hematita. 

Que importancia tiene la descripción y conocimiento de la densidad real en los suelos.

El conocimiento de la densidad real junto con la densidad aparente nos permite calcular la porosidad total del suelo. La densidad real tiene un interés relativo. Su valor varía según la materia de que se trate y suele oscilar entre 2,5-3 para la mayoría de los de origen mineral.

Determinación de la densidad real

Con el fin de determinar la densidad real, se utiliza el método del picnómetro. Un picnómetro es un recipiente de vidrio con tapa como el que se puede observar en la figura 1. Su tapa cuenta con un tubo capilar vertical abierto a la atmósfera que permitirá que el llenado se haga siempre del mismo modo (completando el volumen del picnómetro). El cuello del picnómetro es de vidrio esmerilado para favorecer el cierre. Por su forma, en el enrasado pueden quedar burbujas alojadas bajo el esmerilado, lo que habrá de evitarse. Enrasar el picnómetro significa llenarlo completamente, evitando la formación de burbujas en su interior. Al cerrarlo, el nivel del líquido utilizado (agua) subirá por el capilar y rebosará, quedando el capilar también lleno de agua. Una vez el agua haya rebosado, habrá que secar el picnómetro por fuera antes de pesarlo. Para determinar la densidad real de un producto poroso como el arroz se necesita la masa del picnómetro en cuatro situaciones diferentes. Todas las masas deben determinarse en balanza analítica y con la tapa. 

1.Pesar el picnómetro vacío y anotar su masa (mp).                                                                    2. Añadir una cierta masa de arroz y anotar la masa del conjunto (mp+a)                                3. Cubrir el arroz con agua y someter el conjunto a baja presión en un desecador conectado a una bomba de vacío. De ese modo se consigue desgasificar (eliminar burbujas de aire alojadas entre los granos de arroz). Completar el llenado con agua (fluido de referencia) y enrasar. Anotar la masa (mp+a+w).                                                                                           4. Llenar el picnómetro de agua y enrasar. Pesar y anotar su masa (mp+w).

1.picnómetro de vidrio

Cálculo de la densidad real

Veamos los cálculos necesarios para hallar la densidad real del producto poroso. 

La figura 2 muestra de manera visual los datos que se tienen;

La figura 3 muestra de manera visual el cálculo necesario para obtener la masa de agua desplazada por los granos de arroz (m). La diferencia entre mp+a y mp dará la masa de arroz utilizada. Si se resta este valor a mp+a+w se obtendrá la masa de un picnómetro que no está totalmente lleno de agua, sino que tiene huecos correspondientes a los granos de arroz. Esta masa se resta a mp+w para determinar la masa de agua que ocuparía el mismo volumen que ocupan los granos de arroz, o lo que es lo mismo, la masa de agua desplazada por los granos de arroz (m).

Así pues, se acaba de deducir que m se calcula según la ecuación: [ ( )] m = mp+w − mp+a+w − mp+a − mp Una vez determinada la masa de agua desplazada (m), se calcula el volumen ocupado por los granos de arroz (Vreal) según la ecuación: w real m V ρ = Finalmente, se halla la densidad real del arroz dividiendo la masa de arroz (mp+amp) entre el volumen real del mismo. Como conclusión de este apartado, el método del picnómetro ha permitido el cálculo de la densidad real de un producto poroso (el arroz) a través de la determinación de la masa de agua desplazada por el arroz.

Densidad Aparente 

La densidad aparente es una magnitud aplicada en materiales porosos como el suelo, los cuales forman cuerpos heterogéneos con intersticios de aire u otra sustancia normalmente más ligera, de forma que la densidad total del cuerpo es menor que la densidad del material poroso si se compactase. También se conoce como masa volumétrica seca. Se define como el peso o masa de partículas de suelo seco por unidad de volumen unitario del suelo extraído en condiciones de campo.

Determinación y cálculo de la densidad aparente 

La determinación de la densidad aparente de un sólido poroso como el arroz es relativamente sencilla, puesto que implica la medida de su volumen aparente (su volumen total, incluyendo los huecos entre los granos). Bastaría entonces con dividir una cierta masa de arroz entre el volumen aparente de esa misma muestra. Con el fin de estandarizar la determinación, se hace necesario el grado máximo de compactación de los granos. Describiendo el proceso paso a paso: se toma una probeta de plástico y se determina su masa (mprobeta). Se vierte en la misma una cierta masa de arroz y se vuelve a pesar el conjunto (mprobeta + arroz). Se golpea la probeta en su base rítmicamente unas 20 veces para conseguir la compactación de la muestra y finalmente se mide el volumen ocupado por la muestra en la probeta (Vaparente). La densidad aparente se calcula como: 

  ρ aparente = probeta arroz probeta aparente  m − probeta

                                              V aparente

Porosidad

Se denomina porosidad a la condición de poroso: que presenta poros. Un poro, en tanto, es una abertura muy pequeña. La porosidad es la propiedad de un material vinculada a los espacios vacíos de los que dispone en su superficie o estructura. El concepto, que alude a la medida y el tamaño de sus huecos, aparece en múltiples ámbitos, como la ingeniería, la metalurgia y la farmacia. Por su porosidad, un material puede ser más o menos permeable. Esto se debe a que los poros le brindan una cierta capacidad para la absorción de fluidos.

Clasificación de la porosidad

1. Según su origen

De acuerdo a su origen, la porosidad puede ser clasificada en primaria o intergranular y secundaria o inducida. La porosidad primaria o intergranular es aquella que se origina durante el proceso de deposición de material que da origen a la roca. Por otra parte la porosidad secundaria es aquella que se origina por algunos procesos naturales o artificiales posteriores al momento en el cual los sedimentos que dieron origen a la roca fueron depositados.

En general las rocas con porosidad primaria presentan características más uniformes que aquellas que presentan parte de su porosidad secundaria o inducida.

Algunos procesos que dan origen a la porosidad secundaria de una roca son: la disolución, las fracturas y la dolomitización.

1.1. Disolución

La disolución es un proceso mediante el cual se origina una reacción química entre los fluidos que saturan el medio poroso y la matriz de la roca. Este proceso origina una modificación en el volumen poroso del sistema y por ende en la porosidad.

1.2. Fracturas

Las fracturas también contribuyen a la generación de porosidad secundaria. Después de producirse la deposición de sedimentos y originarse la roca, esta se puede encontrar sometida a procesos geológicos de deformación originados por actividades tectónicas que pueden generar fisuras o desplazamiento de los granos que conforman la matriz de la roca. Estas fracturas originan un aumento en el volumen de espacios que pueden contener fluidos, lo que se traduce en un aumento en la porosidad.

1.3. Dolomitización

La dolomitización es un proceso mediante el cual la caliza se transforma en dolomita. La reacción química que permite visualizar el proceso de dolomitización se muestra a continuación:

 2. Según la comunicación de sus poros

Debido a que el material cementante puede sellar algunos poros de la roca, aislándolos del resto del volumen poroso, los poros se pueden encontrar unidos entre si, o aislados. Dependiendo de cómo sea la comunicación de estos poros, la porosidad se puede clasificar de la siguiente manera:

– Total o absoluta.
– Interconectada o efectiva.
– No interconectada o no efectiva.

La porosidad total o absoluta de una roca se define como la fracción del volumen total de la misma que no está ocupada por matriz.

 

Bibliografía

Químico, L. T. P. (2021, 25 mayo). ¿Qué es la Densidad? TP - Laboratorio Químico. Obtenido de : https://www.tplaboratorioquimico.com/quimica-general/las-propiedades-de-la-materia/densidad.html

Kryztho D´ Fragg. (2015, 24 abril). Densidad real y aparente. Slideshare. obtenido de : https://es.slideshare.net/kryzdfragg/densidad-real-y-aparente?from_action=save

Definición de porosidad — Definicion.de. (2019). Definición.de. obtenido de : https://definicion.de/porosidad/