La Porosidad

POROSIDAD

La porosidad de un material es el volumen de espacios abiertos que contiene relativo a su volumen total. Los poros son pequeños espacios abiertos existentes en los materiales rellenos por soluciones acuosas y/o gaseosas (e.g., aire). Los poros pueden estar abiertos (i.e., intercomunicados) o cerrados, y ser grandes o pequeños. El tamaño de poro medio y el grado de intercomunicación entre los poros determinan el tipo y grado de movimiento de soluciones líquidas y gaseosas por el interior de los materiales. Esto controla en gran parte su durabilidad. Los poros pueden clasificarse en función de su tamaño en:

 Megaporos:_____________ 256-0.062 mm

 Macrocapilares:_________ 0.062-0.0001 mm

 Microcapilares:_________ <0.0001 mm

Existen distintos conceptos de porosidad. La porosidad teórica viene dada por la ecuación:

donde: P es la porosidad total (%)

Vp (m3) es el volumen de poros

Vsólidos (m3) es el volumen agregado de las partículas sólidas y

Vo (m3) es el volumen total de la muestra.

Teniendo en cuenta que la relación entre masa, volumen y densidad, y que la masa del material poroso es idéntica a la masa de la sustancia (sin poros) si los poros están ocupados por vacío, la expresión anterior queda:

donde: P es la porosidad total (%)

o es la densidad global del material (kg/m3) y

 es la densidad real de la sustancia (kg/m3), asumiéndola libre de poros.

La densidad de la sustancia libre de poros es difícil de estimar. Por ello se recurre a otro tipo de mediciones. La porosidad total efectiva es la porosidad medible mediante intrusión de mercurio hasta una presión forzada de 1000 atmósferas, aunque se puede llegar hasta varios miles de atmósferas:

donde: Pt es la porosidad total efectiva (%)

Vp (m3) es el volumen de mercurio intuido y

Vo (m3) es el volumen de la muestra seca.

Mediante la técnica de intrusión forzada de mercurio puede estimarse no sólo la porosidad total efectiva, sino la porosidad media (%) comprendida entre un determinado rango de tamaño de poro, medido en términos de radio o diámetro de poro. En general, los aparatos (porosímetros de Hg) más comunes permiten evaluar los porcentajes de radios de poro menores de 1 mm de los materiales, por lo que no se obtiene información sobre la porosidad debida a megaporos, que en algunas rocas sedimentarias y materiales de construcción como morteros puede ser muy elevada. Las dimensiones de las probetas de muestra medidas en el porosímetro de Hg dependen del aparato utilizado, aunque es común que sean pequeñas, de unos mm de diámetro. Para asegurar que los análisis sean representativos, pueden seguirse las recomendaciones del Documento NORMAL 4/80.

Otra medida de la porosidad se puede obtener mediante pesada hidrostática, que define la porosidad abierta o accesible al agua. El material se sumerge en agua (u otro líquido de densidad conocida) hasta su saturación (ver más adelante), calculándose la porosidad a partir de la masa del material seco, saturado y saturado por pesada hidrostática (i.e., peso de la muestra saturada inmersa en un recipiente con agua) mediante la expresión:

donde: no es la porosidad abierta (%)

Ms (kg) es el peso medido en saturación

Mo (kg) es el peso seco de la muestra, y

Mh (kg) es el peso de la muestra saturada medida por pesada hidrostática.

Al contrario que la porosidad total efectiva medida por intrusión forzada, la porosidad abierta da información sobre la porosidad debida a los poros más gruesos por los que el agua puede circular. No obstante, no se pueden extraer valores de porosidad media para distintos

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