Sedimentacíon

Análisis mecánico por sedimentación Ley de Stokes
La ley de Stokes se refiere a la fuerza de fricción experimentada por objetos esféricos moviéndose en el seno de un fluido viscoso en un régimen laminar de bajos números de Reynolds. Fue derivada en 1851 por George Gabriel Stokes tras resolver un caso particular de las ecuaciones de Navier-Stokes. En general la ley de Stokes es válida en elmovimiento de partículas esféricas pequeñas moviéndose a velocidades bajas. La ley de Stokes puede escribirse como:

Donde R es el radio de la esfera, ν su velocidad y η la viscosidad del fluido. La condición de bajos números de Reynolds implica un flujo laminar lo cual puede traducirse por una velocidad relativa entre la esfera y el medio inferior a un cierto valor crítico. En estas condiciones laresistencia que ofrece el medio es debida casi exclusivamente a las fuerzas de rozamiento que se oponen al deslizamiento de unas capas de fluido sobre otras a partir de la capa límite adherida al cuerpo. La ley de Stokes se ha comprobado experimentalmente en multitud de fluidos y condiciones. Si las partículas están cayendo verticalmente en un fluido viscoso debido a su propio peso puede calcularsesu velocidad de caída o sedimentación igualando la fuerza de fricción con el peso aparente de la particula en el fluido.

Donde: Vs es la velocidad de caída de las partículas (velocidad límite) g es la aceleración de la gravedad, ρp es la densidad de las partículas y ρf es la densidad del fluido. η es la viscosidad del fluido.

El Hidrómetro de Bouyoucos

El hidrómetro está fabricado encristal y consta de un tallo que contiene una escala numerada y de un bulbo, en cuya parte inferior se encuentra un lastre. El hidrómetro de Bouyoucos no es más que un densímetro al cual se ha colocado una escala capaz de medir gramos de suelo en suspensión.

Correcciones por temperatura

Las partículas pequeñas generalmente están cargadas de electricidad estática, por lo que se atraen o repelenentre sí, provocando resultados erróneos en la medición. Algunos materiales formarán grumos en forma floculada, aparentando ser partículas de mucho mayor tamaño que el real. Por esta razón, se utilizan los defloculantes. Estos son compuestos químicos que inhiben la formación de grumos por las partículas. En su composición generalmente toma parte el sodio. Algunos defloculantes comúnmenteutilizados son: Silicato de Sodio, Oxalato de Sodio, Hidróxido de Sodio, Acido clorhídrico diluido, Peróxido de Hidrógeno (agua oxigenada), y Metasilicato de Sodio, siendo este último el que hemos preferido en el país. Los hidrómetros están graduados por el fabricante para ser leídos en la parte inferior del menisco formado por el líquido sobre el tallo. De esta forma no es posible tomar la lecturaadecuadamente cuando se trata de líquidos con sólidos en suspensión, por lo que se ha convenido en tomar las lecturas en la parte superior del menisco y luego aplicar una corrección. Cuando la temperatura del líquido se mantenga constante, se introducirá el hidrómetro y se tomará la lectura en la parte superior del menisco, luego de un corto intervalo para permitir que el hidrómetro tome la mismatemperatura del líquido. La corrección buscada será la diferencia entre este valor y cero. El hidrómetro puede dar valores negativos durante la calibración, por lo que posee una escala para tal caso. Luego se varía la temperatura y se toma la corrección correspondiente. Llamando R al sumando de corrección y R1 a la lectura del hidrómetro, la lectura corregida R, será igual a la suma de los dos valoresanteriores. R = R1+ R La expresión que nos dará el porcentaje del suelo que permanece en suspensión será: P = ( R / Ws ) x 100 Donde: P: porcentaje de suelo que permanece en suspensión al nivel donde el hidrómetro mide la densidad de la suspensión R: lectura corregida del hidrómetro

Ws : peso del suelo seco utilizado en el ensayo (generalmente 60 gramos )

Corrección por elevación del...