HIDROMETRO (FUNDAMENTO TEORICO)

El análisis del hidrómetro utiliza la relación entre la velocidad de caída de esferas en un fluido, el diámetro de las esferas, el peso específico tanto de la esfera como del fluido, y la viscosidad del fluido, en la forma expresada por el físico Ingles G. G. Stokes en la ecuación conocida como la ley de Stokes:

v = ((2*gs-gu)/9*n)*(D/2)^2 (1)

Donde:

v = Velocidad de caida de la esfera, cm/s

gs = Peso específico de la esfera, g/cm3

gf = Peso específico del fluido (usualmente agua)

n = Viscocidad absoluta, o dinámica del fluido, g/(cm*s).

D = Diametro de la esfera, cm.

g = 980.7 cm/s2.

1g = 980.7 dinas.

Al resolver la ecuación (1) para D utilizando el peso específico del agua, se obtiene:

D = (18*n*v)/(gs-gw) cm (2)

El rango de los diámetros de partículas de suelo para los cuales esta ecuación es válida, es aproximadamente:

0.0002 =< style=""> =<>

Pues los granos mayores causan excesiva turbulencia en el fluido y los granos muy pequeños están sujetos a movimientos de tipo Browniano.

Obviamente para resolver la ecuación (2) es necesario obtener el término de velocidad v, conocer los correctos valores de gs y gw y tener acceso a la tabla de viscosidad del agua.

Como el peso específico del agua y su viscosidad varían con la temperatura, es evidente que esta variable debe ser también considerada.

Para obtener la velocidad de caída de las partículas se utiliza el hidrómetro. Este aparato se desarrolla originalmente para determinar la gravedad específica de una solución, pero alternando su escala se puede utilizar para leer otros valores.

Para nuestro ensayo la lectura del hidrómetro se utilizará para calcular la profundidad efectiva Hr. Con Hr,la temperatura y el tiempo registrada en el momento del ensayo y con la gravedad específica del suelo entramos al "NOMOGRAPHIC CHART FOR SOLUTION OF STOKES' LAW" para encontrar la velocidad y el diámetro de las partículas que se encuentran en la solución.

BATIDORA. Un batidora mecánicamente operada, consiste en un motor conveniente montado para hacer girar el eje vertical a una velocidad de 10 000 revoluciones por minuto, sin carga, una aspas removibles, metálicas, plásticas o de goma dura semejantes en la figura 1

HIDRÓMETRA. Un hidrómetro como está indicada en la figura con las escalas A y B. La escala A debe estar graduada desde –5 hasta +60 gramos de suelos por litro. Los hidrómetros así equipados serán identificados como 152 H y habrán de calibrarse admitiendo que le agua destilada tiene un peso específico de 1.000 a 20ºC y el suelo en suspensión de 2.65.

La escala B deberá estar graduada desde 0.995 hasta 1.038 y el hidrómetro ha de estar calibrado para leer 1.000 en agua destilada a 20ºC. Los hidrómetros equipados con esta escala serán identificados como 151 H.

GRADUADO PARA LA SEDIMENTACIÓN. Un graduado de cristal que tenga una altura aproximada de 460 mm. (18 pulgadas) y un diámetro aproximado de 60 mm. (2 ½ “), con una capacidad de 1000 cc. El diámetro interno deberá ser tal que la marca de 1000 cc. En el graduado este a 360 +/- 20 mm. de la parte inferior de la base.

TERMÓMETRO. Un termómetro con una precisión de 0.5ºC .

AGENTES DISPERSADORES.

AGENTES QUÍMICOS GRAMOS POR SAL FORMULA

POR lt. DE SOLUCIÓN

- Hexametafosfato sódico,

amortiguado con carbonato

sódico o Calgó .......................... 45.7 ........... NaPO3 ó (NaPO 3)6

- Poli fosfato de sodio ................. 21.6 ........... Na12P10O31

- Trípoli fosfato sódico ................ 18.8 ........... Na5P3O10

- Tetrafosfato sódico ó Quadrofos ....... 35.1 ........... Na6P4O13

Nota: para obtener un litro de solución se tendrá que disolver lo que está indicada en este cuadro