Porosidad: definición, ecuación, cálculo y medición

Definición de porosidad

¿Alguna vez te has preguntado cómo Moisés golpeó una piedra con un palo y sacó agua de ella? ¡Yo también! Si bien no descubrirá cómo hizo eso Moisés hoy, aprenderá cómo todas las rocas tienen algún espacio que puede contener agua. Juntos, exploraremos por qué las rocas tienen huecos, cómo hacer referencia a estos espacios vacíos y cómo calcular la cantidad de espacio dentro de una roca.

Cada piedra tiene un espacio en su interior. Este espacio puede ser microscópicamente pequeño o tan grande como una cueva gigante. Pero no importa cuán grande o pequeño sea el espacio, se llama vacío . La parte restante de la roca se llama sólido . La cantidad total de espacio dentro de una roca se llama porosidad .

Hay otras tres formas de clasificar la porosidad. La porosidad primaria es la cantidad de espacio vacío causado por la creación de la propia roca. La porosidad secundaria es la cantidad de espacio creado después de que se formó la roca, como una grieta en la roca. Finalmente, la porosidad efectiva es la cantidad de espacio vacío que está conectado, permitiendo que un fluido, como el agua, se mueva a través de los espacios vacíos.

Factores de clasificación

La porosidad de una roca depende de muchos factores, siendo el más prominente qué tan bien clasificadas están las partículas de la roca. Si una roca está formada por un solo tamaño de partículas, se la llama bien clasificada . Sin embargo, si la roca tiene un montón de partículas de diferentes tamaños, está mal clasificada . Una roca mal clasificada tiene una porosidad menor que una roca bien clasificada. Esto se debe a que las partículas más pequeñas caerán en los espacios vacíos llenándolos.

Por ejemplo, piense en un frasco lleno de rompe mandíbulas gigantes. Los rompe mandíbulas son de tamaño similar y están rodeados de mucho espacio, lo que hace que el frasco esté bien clasificado. Ahora agreguemos algunos M & M de maní al frasco y completemos los espacios entre los rompe mandíbulas. Hay menos espacio vacío en el frasco, por lo que está clasificado como medio. Cuando vertimos algunos mini M & M en el frasco, llenarán la mayor parte del espacio vacío, pero no todo. Ahora el frasco está mal clasificado.

Calcular la porosidad

La porosidad es la cantidad (o volumen) de vacío en una roca en comparación con la cantidad total de la misma. Expresamos que es una razón matemática: volumen de vacíos dividido por volumen total (vacío / total). Por lo general, esta razón se multiplica por 100% para que podamos hablar y comparar en porcentajes en lugar de decimales, como se muestra en esta ecuación:

Porosidad = (Volumen de vacíos / Volumen total) x 100%

Digamos que tenemos una roca pesada y de aspecto sólido, y queremos calcular su porosidad. Sabemos que el volumen total es de 125 pulgadas cúbicas. También sabemos que el volumen del vacío es de 4 pulgadas cúbicas. Usando la ecuación de porosidad, tenemos:

Porosidad = (4/125) x 100% = 0.032 x 100% = 3.2%

La roca tiene una porosidad del 3,2%.

Ahora que sabemos cómo usar la ecuación básica para la porosidad, ampliémosla. Como puede imaginar, es difícil determinar cuánto espacio vacío hay dentro de una roca. Sin embargo, si conocemos el volumen total y el volumen del sólido, podemos calcular el volumen del vacío. Cuando restamos el volumen sólido del volumen total, nos quedamos con el volumen del espacio vacío, es decir, el volumen de los vacíos. (sólido total = vacío). La nueva ecuación para la porosidad es:

Porosidad = ((Volumen total – Volumen del sólido) / Volumen total) x 100%

Intentemos usar la nueva ecuación con la misma piedra. El volumen total de la roca es de 125 pulgadas cúbicas y el volumen del sólido es de 121 pulgadas cúbicas. Entonces la fórmula sería:

Porosidad = ((125 – 121) / 125) x 100% = (4/125) x 100% = 0.032 x 100% = 3.2%

Usando ambas ecuaciones, llegamos a la misma respuesta: 3.2%, aunque usamos el volumen del sólido, en lugar del volumen del vacío.

Resumen de la lección

La porosidad , generalmente expresada como porcentaje, es la cantidad de espacio vacío dentro de una roca. Puede clasificarse en porosidad total, primaria, secundaria o efectiva. La clasificación es un factor importante de porosidad. Cuanto mejor clasificada es una roca, mayor es su porosidad.

Hay dos ecuaciones básicas que se utilizan para calcular la porosidad. La primera ecuación usa el volumen total y el volumen del vacío. Porosidad = (Volumen de vacíos / Volumen total) x 100% . La segunda ecuación usa el volumen total y el volumen del sólido. Porosidad = ((Volumen total – Volumen del sólido) / Volumen total) x 100% . Un porcentaje mayor significa que la roca tiene la capacidad de retener más agua.

Definición y clasificaciones de porosidad

Clasificaciones de porosidad

• Porosidad : la cantidad de espacio vacío dentro de una roca.
• Porosidad primaria : espacio vacío causado por la creación de la roca
• Porosidad secundaria : espacio creado después de que se ha formado la roca (grieta)
• Porosidad efectiva : cantidad total de espacio que permite que los líquidos se muevan a través del espacio.
• Bien clasificado : compuesto completamente de un tamaño de partículas, más porosidad
• Mal clasificadas : las partículas son de diferentes tamaños, menos porosidad

Los resultados del aprendizaje

Al concluir esta lección, los estudiantes deberían poder:

• Definir porosidad
• Reconocer las clasificaciones de porosidad.
• Ilustre las ecuaciones para medir la porosidad