Aplicación de nuevas técnicas para el análisis del tamaño de partícula en suelos y materiales geológicos

La distribución del tamaño de partícula de los sedimentos refleja su entorno de deposición, el cual está influenciado por los procesos de transporte. El BeVision D2 permite medir eficazmente el tamaño de partícula, la relación de aspecto y la circularidad, además de capturar imágenes de partículas individuales, satisfaciendo diversas necesidades en el análisis de suelos y sedimentos.

 

Producto	BeVision D2
Industria	Análisis ambiental
Muestra	Suelo y sedimentos
Tipo de medición	Tamaño de partícula, forma de partícula
Tecnología de medición	Análisis de imagen

 

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• 1. Definición del tamaño de partícula
• 2. Técnicas y métodos para el análisis del tamaño de partícula en suelos y materiales geológicos
• 3. Aplicaciones del análisis del tamaño de partícula

 

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1. Definición del tamaño de partícula 

 

Definición del tamaño de partícula

 

El tamaño de una partícula se denomina tamaño de partícula, que a menudo se expresa como el diámetro medio de la partícula. Sin embargo, en términos de diámetro de partícula, su significado físico puede variar considerablemente. En sedimentología, las partículas tienen las siguientes cinco definiciones:

 

(1) Diámetro de tamiz: el tamaño mínimo de abertura cuadrada por la cual las partículas pueden pasar [1].

 

(2) Diámetro de Stokes: diámetro equivalente correspondiente al de una esfera que tiene la misma velocidad terminal de sedimentación que la partícula en flujo laminar dentro de un fluido con la misma densidad y viscosidad [4].

 

(3) Diámetro aparente: diámetro medido desde una determinada perspectiva de la partícula. Generalmente corresponde al diámetro máximo o mínimo.

 

(4) Diámetro de esfera equivalente en volumen: diámetro de una partícula esférica homogénea que tiene el mismo volumen que la partícula medida. El diámetro de partícula obtenido mediante el método de difracción láser corresponde al diámetro de esfera equivalente en volumen.

2. Técnicas y métodos para el análisis del tamaño de partícula en suelos y materiales geológicos

 

(1) Método de tamizado: El método de tamizado es el principal método para analizar grava fina y arena. Por lo general, se tamizan aproximadamente 50 g de muestra en un agitador de tamices durante unos 10 minutos, tras lo cual se realiza la clasificación y el pesaje. Este método requiere un equipo sencillo, pero no es adecuado para el análisis de partículas de limo y arcilla.

 

(2) Método de difracción láser: El método de difracción láser es una técnica eficaz y eficiente para determinar el  tamaño de partícula, desarrollada en la década de 1970. Presenta ventajas como alta precisión, rapidez y facilidad de operación [2].

 

 

(3) Método de análisis de imagen: Este método consiste en capturar imágenes de las partículas mediante un microscopio y transferirlas a un ordenador. La medición y el procesamiento de las imágenes bidimensionales de las partículas se realizan en el ordenador. Con el avance de la tecnología de imagen, este método se utiliza cada vez más en el análisis de partículas de suelos y materiales geológicos.

 

(4) Método combinado: Para muestras de suelo con una amplia distribución de tamaños, normalmente se utiliza una combinación de tamizado y difracción láser. El informe final de distribución del tamaño de partícula se genera mediante un software específico. En la tabla adjunta se presenta un ejemplo de análisis del tamaño de partícula de roca clástica utilizando el método de tamizado y un analizador de tamaño de partícula Bettersize.

 

 

3. Applications del análisis del tamaño de partícula

 

La distribución del tamaño de partícula de los sedimentos está influenciada principalmente por factores como el medio de transporte, el modo de transporte y el entorno de deposición. Por lo tanto, mediante el estudio de la distribución del tamaño de partícula de los sedimentos, es posible inferir su entorno de deposición.

Los sedimentos pueden clasificarse en carga en suspensión, carga de saltación y carga de tracción según los diferentes mecanismos de transporte. El tamaño de partícula de la carga en suspensión suele ser inferior a 0.1 mm. La carga de saltación corresponde a partículas de arena situadas cerca del fondo del lecho del río, con tamaños entre 0.15 mm y 1.0 mm. La carga de tracción está compuesta por partículas gruesas que se deslizan o ruedan por el fondo del río, con tamaños generalmente superiores a 1 mm.

La distribución del tamaño de partícula de los sedimentos refleja el origen del material, el entorno hidrodinámico del área sedimentaria, la capacidad de transporte y la trayectoria del transporte. A partir de los datos de análisis del tamaño de partícula, los sedimentos pueden clasificarse y denominarse, y las regularidades de distribución obtenidas permiten determinar las condiciones hidrodinámicas del entorno sedimentario [3].

 

Los analizadores de tamaño de partícula por difracción láser desarrollados por Bettersize Instrumens se caracterizan por su alta precisión, amplio rango de medición, facilidad de uso y rapidez en los análisis. Los analizadores de tamaño y forma de partícula basados en análisis de imagen permiten medir el tamaño de partícula, la relación de aspecto, la circularidad y otros parámetros, además de guardar imágenes de partículas individuales para facilitar su referencia y análisis. Estas capacidades satisfacen las necesidades de medición del tamaño de partícula en diversos tipos de suelos y sedimentos.

 

BeVision D2 Analizador de tamaño y forma de partículas por imagen

 

 

References

 

[1] Liu Yifeng. Analysis and Application of Sedimentary Rock Granularity. Laboratory of Sedimentary Rock, Chengdu University of Geology, 1981, 21~23

 

[2] Northern Shaanxi Team, Chengdu University of Geology. Sediment (rock) grain size analysis and its application [M]. Beijing: Geological Publishing House, 1978

 

[3] Jiang Mingli. Granularity Analysis and Geological Application. Journal of Oil and Gas Technology [J]. 2009, 31 (1), 161-163

 

[4] W. Pabst / E. Gregorová. Characterization of Particles and Particle Systems. 2007, 2~3

 

 

 

About the Authors

Application Engineers @ Bettersize Instruments

 

BeVision D2   The BeVision D2 provides an efficient solution to the size and shape analysis of dry, high-flowability powders or granules. ● Measurement range: 30 - 10,000 µm ● 24 different particle size and shape parameters ● High sample throughput: Measure 10,000 particles within 3 minutes ● Outstanding reproducibility ● Results in compliance with ISO 9276-6   Learn more