utilizada en geología, hidrogeología, Ciencias del suelo y Ciencias de la construcción, la porosidad de un medio poroso (como roca o sedimento) describe la fracción de espacio vacío en el material, donde el vacío puede contener, por ejemplo, aire o agua. Se define por la relación:

ϕ = V V V t {\displaystyle \phi = {\frac {V_ {\mathrm {V} }} {V_ {\mathrm {T} }}}}

donde VV es el volumen del espacio vacío (como los fluidos) y VT es el volumen total o masivo de material, incluyendo los componentes sólido y vacío., Tanto los Símbolos matemáticos ϕ {\displaystyle \ phi } como n {\displaystyle n} se utilizan para denotar la porosidad.

la porosidad es una fracción entre 0 y 1, típicamente variando de menos de 0.005 para granito sólido a más de 0.5 para turba y arcilla.

la porosidad de una roca, o capa sedimentaria, es una consideración importante cuando se intenta evaluar el volumen potencial de agua o hidrocarburos que puede contener., La porosidad sedimentaria es una función complicada de muchos factores, incluyendo pero no limitado a: tasa de entierro, profundidad de entierro, la naturaleza de los fluidos connatos, la naturaleza de los sedimentos superpuestos (que pueden impedir la expulsión de fluidos)., Una relación comúnmente utilizada entre la porosidad y la profundidad está dada por la ecuación Athy (1930):

z ) = 0 0 e − k z {\displaystyle \phi (z)=\phi _{0}e^{-kz}\,} ϕ = ρ partícula − ρ bulk ρ partícula − ρ fluido {\displaystyle \phi ={\frac {\Rho _{\text{partícula}}-\Rho _{\text{bulk}}}{\Rho _{\text{partícula}}-\rho _{\text{fluid}}}}}

si el espacio vacío está lleno de aire, se puede usar la siguiente forma más simple:

= =1 − ρ bulk ρ Particle {\displaystyle \Phi = 1-{\frac {\Rho _{\text{bulk}}}{\Rho _{\text{Particle}}}}}

se asume que la densidad normal de partículas es aproximadamente 2.,65 g/cm3 (sílice), aunque se puede obtener una mejor estimación examinando la litología de las partículas.

porosidad y conductividadeditar

la porosidad puede ser proporcional a la conductividad hidráulica; para dos acuíferos arenosos similares, el que tiene una mayor porosidad típicamente tendrá una conductividad hidráulica más alta (área más abierta para el flujo de agua), pero hay muchas complicaciones en esta relación. La principal complicación es que no hay una proporcionalidad directa entre la porosidad y la conductividad hidráulica, sino una proporcionalidad inferida., Existe una clara proporcionalidad entre los radios de la garganta de los poros y la conductividad hidráulica. Además, tiende a haber una proporcionalidad entre los radios de la garganta de los poros y el volumen de los poros. Si existe la proporcionalidad entre los radios de la garganta del poro y la porosidad, entonces puede existir una proporcionalidad entre la porosidad y la conductividad hidráulica. Sin embargo, a medida que el tamaño de grano o la clasificación disminuye la proporcionalidad entre los radios de la garganta de los poros y la porosidad comienza a fallar y, por lo tanto, también lo hace la proporcionalidad entre la porosidad y la conductividad hidráulica., Por ejemplo: las arcillas típicamente tienen una conductividad hidráulica muy baja (debido a sus pequeños radios de garganta de poro) pero también tienen porosidades muy altas (debido a la naturaleza estructurada de los minerales de arcilla), lo que significa que las arcillas pueden contener un gran volumen de agua por volumen de material a granel, pero no liberan agua rápidamente y, por lo tanto, tienen una conductividad hidráulica baja.

Clasificación y porosityEdit

los materiales bien clasificados (granos de aproximadamente todos los tamaños) tienen una mayor porosidad que los materiales de tamaño similar mal clasificados (donde las partículas más pequeñas llenan los espacios entre las partículas más grandes). El gráfico ilustra cómo algunos granos más pequeños pueden llenar efectivamente los poros (donde tiene lugar todo el flujo de agua), reduciendo drásticamente la porosidad y la conductividad hidráulica, mientras que solo es una pequeña fracción del volumen total del material. Para tablas de valores comunes de porosidad para materiales de tierra, vea la sección «lectura adicional» en el artículo de Hidrogeología.,

porosidad de las rocaseditar

Las Rocas consolidadas (por ejemplo, arenisca, esquisto, granito o piedra caliza) tienen potencialmente porosidades «duales» más complejas, en comparación con los sedimentos aluviales. Esto se puede dividir en porosidad conectada y no conectada. La porosidad conectada se mide más fácilmente a través del volumen de gas o líquido que puede fluir en la roca, mientras que los fluidos no pueden acceder a los poros no conectados.

la porosidad es la relación entre el volumen de poros y su volumen total. La porosidad es controlada por: tipo de roca, distribución de poros, cementación, historia diagenética y composición., La porosidad no está controlada por el tamaño del grano, ya que el volumen del espacio entre granos está relacionado solo con el método de empaque del grano.

Las Rocas normalmente disminuyen en porosidad con la edad y la profundidad del entierro. Las areniscas de la costa del Golfo de la edad terciaria son en general más porosas que las areniscas de la edad Cámbrica. Hay excepciones a esta regla, generalmente debido a la profundidad del entierro y la historia termal.

porosidad del soilEdit

la porosidad del suelo superficial normalmente disminuye a medida que aumenta el tamaño de partícula., Esto se debe a la formación de agregados del suelo en suelos superficiales de textura más fina cuando están sujetos a procesos biológicos del suelo. La agregación implica la adhesión de partículas y una mayor resistencia a la compactación. La densidad aparente típica del suelo arenoso es de entre 1,5 y 1,7 g/cm3. Esto calcula a una porosidad entre 0.43 y 0.36. La densidad aparente típica del suelo arcilloso está entre 1,1 y 1,3 g/cm3. Esto calcula a una porosidad entre 0.58 y 0.51. Esto parece contradictorio porque los suelos arcillosos se denominan pesados, lo que implica una menor porosidad., Heavy aparentemente se refiere a un efecto de contenido de humedad gravitacional en combinación con la terminología que se remonta a la fuerza relativa requerida para tirar de un implemento de labranza a través del suelo arcilloso en el contenido de humedad del campo en comparación con la arena.

la porosidad del suelo subsuperficial es menor que en el suelo superficial debido a la compactación por gravedad. Porosidad de 0.20 se considera normal para material de tamaño de grava sin clasificar a profundidades por debajo del biomantle. Se puede esperar que la porosidad en material más fino por debajo de la influencia agregada de la pedogénesis se aproxime a este valor.

la porosidad del Suelo es compleja., Los modelos tradicionales consideran la porosidad como continua. Esto no tiene en cuenta las características anómalas y produce Solo resultados aproximados. Además, no puede ayudar a modelar la influencia de los factores ambientales que afectan la geometría de los poros. Se han propuesto varios modelos más complejos, incluyendo fractales, teoría de burbujas, teoría de grietas, proceso de grano booleano, esfera empaquetada y muchos otros modelos. La caracterización del espacio de poros en el suelo es un concepto asociado.,

tipos de porosidades geológicaseditar

porosidad primaria el sistema de porosidad principal u original en una roca o depósito aluvial no confinado. Porosidad secundaria un sistema de porosidad posterior o separado en una roca, a menudo mejorando la porosidad general de una roca. Esto puede ser el resultado de la lixiviación química de minerales o la generación de un sistema de fractura. Esto puede reemplazar la porosidad primaria o coexistir con ella (ver porosidad dual a continuación). Porosidad de fractura esta es la porosidad asociada con un sistema de fractura o falla., Esto puede crear porosidad secundaria en rocas que de otra manera no serían depósitos de hidrocarburos debido a que su porosidad primaria se destruye (por ejemplo, debido a la profundidad del entierro) o de un tipo de roca que normalmente no se considera un depósito (por ejemplo, intrusiones ígneas o metasedimentos). Porosidad Vuggy esta es la porosidad secundaria generada por la disolución de grandes características (como macrofósiles) en rocas carbonatadas que dejan grandes agujeros, vugs o incluso cuevas., La porosidad efectiva (también llamada porosidad abierta) se refiere a la fracción del volumen total en el que el flujo de fluido está teniendo lugar de manera efectiva e incluye la catenaria y el callejón sin salida (ya que estos poros no se pueden enjuagar, pero pueden causar movimiento de fluido por liberación de presión como expansión de gas) poros y excluye los poros cerrados (o cavidades no conectadas). Esto es muy importante para las aguas subterráneas y el flujo de petróleo, así como para el transporte de solutos., La porosidad ineficaz (también llamada porosidad cerrada) se refiere a la fracción del volumen total en el que los fluidos o gases están presentes, pero en el que el flujo de fluido no puede tener lugar de manera efectiva e incluye los poros cerrados. La comprensión de la morfología de la porosidad es, por lo tanto, muy importante para el agua subterránea y el flujo de petróleo. La porosidad Dual se refiere a la idea conceptual de que hay dos reservorios superpuestos que interactúan. En los acuíferos de roca fracturada, la masa rocosa y las fracturas a menudo se simulan como dos cuerpos superpuestos pero distintos., Las soluciones de rendimiento retardado y flujo de acuífero con fugas son matemáticamente similares a las obtenidas para la porosidad dual; en los tres casos, el agua proviene de dos reservorios matemáticamente diferentes (sean o no físicamente diferentes). Macroporosidad en sólidos (es decir, excluyendo materiales agregados como los suelos), el término «macroporosidad» se refiere a poros de más de 50 nm de diámetro. El flujo a través de macroporos se describe por difusión masiva. Mesoporosidad en sólidos (i. e., excluyendo los materiales agregados como los suelos), el término «mesoporosidad» se refiere a poros de más de 2 nm y menos de 50 nm de diámetro. El flujo a través de mesoporos es descrito por Knudsen difusión. Microporosidad en sólidos (es decir, excluyendo materiales agregados como los suelos), el término ‘microporosidad’ se refiere a poros de menos de 2 nm de diámetro. El movimiento en microporos se activa por difusión.