UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO
FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ARAGÓN
INGENIERÍA CIVIL MECÁNICA DE ROCAS Práctica 6:
PRUEBA DE INTEMPERISMO ACELERADO. Profesor:
FERNANDO AGUILAR PÉREZ Integrantes del equipo # 8:
-GARCÍA BALANZAR ONIEL -GONZÁLEZ ORTEGA ANTONIO ALEJANDRO -GONZÁLEZ REYES OSCAR IRVING -JIMÉNEZ SAAVEDRA LUIS ALBERTO -JOSÉ REYES EDUARDO - LÓPEZ GÓMEZ ADRIÁN GIOBERTY -ROLDAN CALVA EDWIN -VÁZQUEZ ZALDIVAR ALFONSO Grupo: 2801 Fecha de realización: 02-may-2011 Fecha d entrega: 11-may-2011
CONTENIDO. PRÁCTICA N° 6. PRUEBA DE INTEMPERISMO ACELERADO........................................................
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OBJETIVO. ..........................................................................................................................................
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INTRODUCCIÓN. ................................................................................................................................
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TIPOS DE INTEMPERISMO. ................................................................................................................
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INTEMPERISMO MECÁNICO. ............................................................................................................
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INTEMPERISMO QUÍMICO. ................................................................................................................
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PROCESO DE INTEMPERISMO...........................................................................................................
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PROCEDIMIENTO: ..............................................................................................................................
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MATERIAL Y EQUIPO. .......................................................................................................................
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DATOS DE LA MUESTRA DEL EQUIPO # 8 .......................................................................................
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REPORTE FOTOGRAFICO..................................................................................................................
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CONCLUSIONES. ..............................................................................................................................
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BIBLIOGRAFÍA Y CIBERGRAFIA.....................................................................................................
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PRÁCTICA N° 6. PRUEBA DE INTEMPERISMO ACELERADO.
OBJETIVO. Determinar la resistencia de una roca sana a la acción del intemperismo provocado en laboratorio y con ella determinar sus posibles usos en la construcción
INTRODUCCIÓN. Los cambios bruscos en temperatura, la humedad que empapa al suelo, la incesante actividad de los seres vivos, todo tiende a destruir las rocas, este proceso de destrucción es lo que se llama intemperismo y se define como los cambios que tiene lugar los minerales y rocas en o cerca de la superficie de la tierra por efectos de la atmosfera, el agua de las plantas y vida animal. El intemperismo deja su huella donde quiera alrededor de nosotros, el proceso es tan común, la forma en que se realiza y la significación de sus resultados. Desempeña un papel vital en el ciclo de las rocas, mediante el ataque del material de la superficie terrestre (tanto la roca sólida, como los depósitos sin consolidar), producen las materias primas para la formación de nuevas ocas, los productos del intemperismo son por lo común, acarreados por el agua y por la influencia de la gravedad al menos corrientemente por el viento y el hielo del glaciar, a continuación caen para acumulación y asentarse en otros nuevos lugares. El lodo de un rio no crecido, por ejemplo, en realidad el material intemperisado que está siendo transportado de los terrenos a alguna cuenca de asentamiento, algunas veces los productos del intemperismo permanece en el mismo sitio donde se formaron y se incorporan a las rocas del lugar. Ciertas menas, como las del aluminio por ejemplo, son en realidad zonas de intemperismo. 2
Intemperismo o meteorización es la alteración de los materiales rocosos expuestos al aire, la humedad y al efecto de la materia orgánica; puede ser intemperismo mecánico o de desintegración, y químico o de descomposición, pero ambos procesos, por regla general interactúan. Las variaciones de humedad y temperatura inciden en ambas formas de intemperismo toda vez que afectan la roca desde el punto de vista mecánico y que el agua y el calor favorecen las reacciones químicas que la alteran. Distintos factores ambientales físicos y químicos atacan a las rocas y las cuartean, disgregan y descomponen, y según el carácter de los factores que produzcan la meteorización se distinguen la meteorización física y la meteorización química.
Transporte y deposición. Para el transporte la energía potencial que provee la gravedad se transforma en cinética. Otra fuente de energía es el Sol responsable del movimiento del aire y formación de lluvias. A la denudación o acción niveladora se oponen otras fuerzas internas que emergen los continentes. Los continentes pierden un metro de espesor de sus tierras emergidas cada 30.000 años, pues un medio de transporte como el agua, lleva materiales por los ríos al mar.
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TIPOS DE INTEMPERISMO. Existen dos tipos generales de intemperismo el mecánico y el químico en la naturaleza es difícil separar estos dos tipos por a menudo van juntos aunque en determinados ambientes. No obstante es más conveniente para nosotros para nuestros propósitos tratarlos separadamente
INTEMPERISMO MECÁNICO. El intemperismo mecánico, que también es mencionado como desintegración, es u proceso por el que las rocas se rompen en fragmentos mas y mas pequeños, como resultado de la energía desarrollada por las fuerzas físicas. Por ejemplo cuando en agua se congela en una roca fracturada, la presión debida a la expansión del agua congelada puede desarrollar suficiente energía para astillarla en fragmentos de roca. O bien, un peñasco que por gravedad desciende sobre una pendiente pedregosa, se puede despedazar en fragmentos más pequeños. Es causada por procesos físicos, se desarrolla fundamentalmente en ambientes desérticos y peri glaciares. Es que los climas desérticos tienen amplia diferencia térmica entre el día y la noche y la ausencia de vegetación permite que los rayos solares incidan directamente sobre las rocas, mientras en los ambientes peri glaciares las temperaturas varían por encima y por debajo del punto de fusión del hielo, con una periodicidad diaria o estacional.
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INTEMPERISMO QUÍMICO. Este tipo de intemperismo en ocasiones también llamada de descomposición, es un poco mas complejo que el mecánico, como hemos visto en el intemperismo mecánico simplemente rompe la roca en partículas mas y mas m pequeñas, sin alterar su composición: sin embargo, sin embargo el intemperismo químico del desfato produce arcillas que tiene composición distinta y características físicas diferentes de los desfatos originales. Algunas veces los productos del intemperismo químico no tienen del todo forma mineral como la solución salada que resulta de la transformación del mineral halita o sal común. Causa la disgregación de las rocas y se da cuando los minerales reaccionan con algunas sustancias presentes en sus inmediaciones, principalmente disueltas en agua, para dar otros minerales de distintas composiciones químicas y más estables a las condiciones del exterior. En general los minerales son más susceptibles a esta meteorización cuando más débiles son sus enlaces y más lejanas sus condiciones de formación a las del ambiente en la superficie de la Tierra.
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PROCESO DE INTEMPERISMO
El intemperismo es el proceso de transformación química de las rocas en suelo por eso se dice que la formación de suelo es sinónimo de intemperismo. El intemperismo en las rocas ígneas y metamórficas cambia los sólidos densos en materiales suaves y porosos que forman partículas que difieren en composición química y estructura a los minerales originales. El intemperismo provoca cambios menos intensos en las rocas sedimentarias. Cuando las rocas quedan expuestas en la superficie terrestre las condiciones físicas de erosión, congelamiento y fusión del agua, calentamiento y enfriamiento disgregan lentamente las rocas pero el cambio más grande lo provocan los cambios químicos por la acción del agua, el oxígeno, el dióxido de carbono y compuestos orgánicos. La descomposición de los minerales del suelo se debe a la tendencia de los iones a disolverse en agua, luego algunos de los iones se combinan para formar nuevos compuestos sólidos que son estables en las condiciones de la superficie terrestre. Como la composición de la solución de suelo puede cambiar después de cierto tiempo y provocar que los nuevos minerales del suelo se disuelvan y puedan formar otros compuestos. Los cambios químicos se suceden de manera continua hasta formar compuestos de mayor estabilidad. Cuando la disolución del mineral es completa sin que exista precipitación posterior se le llama disolución congruente y cuando ocurre precipitación se le llama disolución incongruente. Los iones que forman enlaces químicos débiles con otros iones tienden a permanecer en solución, mientras que los iones que se enlazan fuertemente con otros tienden a precipitar. El intemperismo provoca una uniformidad química relativa entre la superficie de las partículas del suelo y las soluciones de iones del suelo lo que favorece el crecimiento óptimo de los cultivos y la conservación de la vida. Los cationes de los metales alcalinos y alcalinotérreos (principalmente sodio, potasio, magnesio y calcio), haluros, sulfatos y sílice tienden a permanecer en solución. La capacidad del suelo para retener los cationes no es suficiente por lo que son arrastrados por lixiviación hasta el mar. El potasio, magnesio y silicio se mueven más despacio que el sodio, calcio o sulfatos. El fierro, manganeso, titanio y aluminio se precipitan y se acumulan en el suelo. Los 6
cationes divalentes de los metales de transición como el cobre y el zinc se movilizan más fácilmente que los cationes trivalentes y tetravalentes. En la primera etapa del intemperismo, los minerales de las rocas liberan calcio, magnesio, sodio y potasio en forma de óxidos. La mayoría de los cationes alcalinos y alcalinotérreos que quedan después de la intemperización se encuentran en los granos más grandes de mineral no intemperizado. Partículas minerales secundarias cargadas negativamente retienen por adsorción las fracciones más pequeñas de calcio, magnesio, sodio y potasio y están sujetas a la lixiviación que ayuda a controlar el pH del suelo y a proporcionar a elementos esenciales a las plantas.
PROCEDIMIENTO:
Para realizar esta práctica fue necesario pesar primero la muestra de roca. Por consiguiente se preparó una solución de un 10% a un 20% de sulfato de sodio. Una vez hecho dicho paso, sumergimos la muestra en la solución durante 24 horas. Lo cual después se introduce al horno al igual durante 24 horas. No obstante para llevar a cabo el intemperismo acelerado fue necesario que se realizaran 5 ciclos de los paso anteriores.
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MATERIAL Y EQUIPO.
balanza de precisión
recipiente de aluminio (para la solución).
Sulfato de sodio.
agua destilada.
Vidrio de reloj.
Horno a 110°C
DATOS DE LA MUESTRA DEL EQUIPO # 8
PESO INICIAL DE LA MUESTRA.
62.3 gr.
PESO INTERMEDIO 2° CICLO.
100 gr.
PESO ÚLTIMO.
158 gr.
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REPORTE FOTOGRAFICO.
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CONCLUSIONES. García Balanzar Oniel: Con la ayuda de esta práctica determinados condiciones de intemperismo con la exposición a la intemperie de la muestra simulando el envejecimiento ambiental acelerado mediante la preparación de una solución salina. De tal manera que fuera visible la desintegración y descomposición de una roca en la superficie terrestre o próxima a ella como consecuencia de su exposición a los agentes atmosféricos, con la participación de agentes biológicos, apreciando como la roca se rompe en pequeños fragmentos, se disuelve, se descompone, se forman nuevos minerales; posibilitando así la determinación de las etapa siguiente que vendrán a ocasionarse con la erosión. González Ortega Antonio Alejandro: Este tipo de pruebas , como lo es el caso del intemperismo acelerado, nos permite determinar las características mas particulares de un macizo rocoso, en el cual se puede observar el tipo de intemperismo que presenta dicha muestra de roca, ya sea por desintegración o por descomposición, debido a los cambios bruscos de temperatura los que esta expuesto un material. Esto nos ayudara a determinar aun mas el tipo de material que tenemos ante nosotros para su estudio y la s propiedades que nos puede brindar o de las cuales carece para el uso en la construcción. GONZÁLEZ REYES OSCAR IRVING: Esta prueba presentada, en la cual, su determinación y su proceso es rápido y sencillo, se pretendió determinar la degradación acelerada, al someterlo a varios ciclos, donde se saturación la muestra, y se deshidratación, y cada proceso es en un plazo de 12hr, para así poder determinar su posible resistencia a estos agentes, por medio de su peso final. Jiménez
Saavedra
Luis Alberto
Esta prueba fue un poco extensa alas realizadas anteriormente, por medio de 10
esta, pudimos comprender y entender más sobre lo que es el intemperismo, como bien sabemos el intemperismo es el proceso de transformación química de las rocas en suelo por eso se dice que la formación de suelo es sinónimo de intemperismo. Cuando las rocas quedan expuestas en la superficie terrestre las condiciones físicas de erosión, congelamiento y fusión del agua, calentamiento y enfriamiento disgregan lentamente las rocas pero el cambio más grande lo provocan los cambios químicos por la acción del agua, el oxígeno, el dióxido de carbono y compuestos orgánicos. Con los datos obtenidos pudimos determinar el porcentaje de intemperismo en la muestra de macizo rocoso.
EDUARDO JOSÉ REYES: Por lo que respecta en esta práctica me he dado cuenta que es importante tomar en cuenta el que una roca este al intemperie por lo que para fines constructivos podrá causarnos grandes conflictos si no se tiene un estudio previo, no obstante fuimos observando el desgaste que provocamos en la sección muestra lo cual el desgaste fue consistente.
ROLDÁN CALVA EDWIN: Podemos concluir mediante la práctica realizada la importancia de un proceso para determinar el desgaste que sufre un macizo rocoso en este por la simulación del intemperismo el cual fue expuesta la muestra en una solución durante una cierto tiempo y después fue sometida a un cierto periodo en el horno con una temperatura aproximada de 105 grados, a esto le llamamos un ciclo. La muestra fue sometida a cinco ciclos, tomando nota de los datos que arrojaba después de cada ciclo, observando y destacando el desgaste de la muestra durante el transcurso del tiempo.
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BIBLIOGRAFÍA Y CIBERGRAFIA. http://normas.imt.mx/NORMAS/j%20CMT/2%20Estructuras/02%20M at%20Concreto%20Hid/N-CMT-2-02-002-02.pdf intemperismos o meteorización. Manual El Peñol, Guatapé, Antioquia. Members.tripod.com http://www.mexicocyt.org.mx/noticias_eventos/3913 http://www.galeon.com/geologiayastronomia/geo08.pdf
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