Diferencia entre porosidad y permeabilidad

Diferencia principal - la porosidad frente a la permeabilidad

La porosidad y la permeabilidad son propiedades de las rocas y el suelo. los diferencia principal entre porosidad y permeabilidad es que porosidad Es una medida de espacio entre rocas. mientras la permeabilidad es una medida de lo fácil que es que los fluidos fluyan entre las rocas.

Que es la porosidad

La porosidad mide la cantidad de espacio que hay entre las rocas. Se toma como la relación entre el volumen de espacio vacío (o poros) en una roca y su volumen total, y a menudo se expresa en términos de una fracción o un porcentaje. Dado que los fluidos pueden ocupar estos espacios libres entre las rocas, la porosidad también es una medida de la cantidad de fluidos que pueden contener las rocas..

Hay varios métodos para Medir la porosidad de una muestra de suelo.. Un método utilizado para medir la porosidad se llama Método de arquímedes. Para probar la porosidad usando este método, la masa de una muestra de suelo se mide primero cuando el suelo está seco. Llamemos a esto misa . Luego, se agrega agua a la muestra hasta que la muestra de suelo se satura y la masa de la muestra de suelo y el agua,  es medido. A continuación, la muestra saturada se sumerge en agua y la "masa" de la muestra sumergida,  se mide de nuevo. (Tenga en cuenta que de hecho estamos midiendo pesos, sin embargo, los factores de  cancelar, para que pueda tratar las lecturas en masa tomadas de un balance de primavera como lecturas de peso).

Entonces, la masa de agua añadida a la muestra es . Si la densidad del agua es , entonces el volumen de poros en la muestra de suelo es .

los total El volumen de suelo es el volumen del fluido desplazado cuando la muestra se sumerge en agua. Desde el principio de Arquímedes, el volumen total está dado por . Entonces, la porosidad.  es dado por . Por lo tanto,

Otro método para la medición de la porosidad. implica el uso de Ley de Boyle. En este método, los gases se utilizan para rellenar los poros entre las partículas del suelo. Según la ley de Boyle, para una masa fija de gas a temperatura constante, la presión del gas es inversamente proporcional a su volumen. Para determinar la porosidad usando la Ley de Boyle, se usan dos cámaras conectadas. Los volúmenes de estas cámaras son conocidos y la presión de los gases dentro de estas cámaras se puede medir utilizando un manómetro.

Inicialmente, las dos cámaras se separan cerrando una válvula entre ellas. Un contenedor con un volumen conocido, llamado núcleo, Se rellena con la muestra de suelo. Llamemos al volumen del núcleo. . El núcleo se coloca dentro de una de las cámaras y el aire se saca de esta cámara. El gas todavía está presente en la otra cámara, y se mide la presión del aire dentro de esta cámara. Nos referimos al volumen y presión en esta cámara como  y .

Midiendo la porosidad usando el método de la ley de Boyle.

A continuación, la válvula entre las dos cámaras se abre, lo que permite que el aire de la primera cámara también llene la segunda cámara. La presión en las cámaras se mide de nuevo, y esta presión debe ser . Usando la ley de Boyle, el volumen total ocupado por el gas, que llamaremos , Ahora se puede calcular:

El volumen  puede ser dado por,

dónde incluye el volumen de la segunda cámara y la tubería entre las dos cámaras. Ahora, la expresión anterior nos permite calcular el volumen de poros. . Da el volumen total de la muestra de suelo. La porosidad  entonces es dado por,

¿Qué es la permeabilidad?

La permeabilidad es una medida de la facilidad con que el fluido puede fluir entre las rocas. Una muestra de suelo con una alta permeabilidad permite que los líquidos fluyan fácilmente, mientras que es más difícil que los líquidos fluyan a través del suelo con una baja permeabilidad. Por ejemplo, los pavimentos se pueden construir con un material con una alta permeabilidad para que el agua no se acumule en los charcos en la superficie.

Material formando “pavimentos permeables”..

Matemáticamente, la permeabilidad se describe en La ley de darcy. La ley de Darcy es una fórmula que describe el caudal de fluido a través de un medio poroso. De acuerdo con esta ley, si un fluido con una viscosidad de  Fluye a través de un volumen de material poroso con un área de sección transversal.   por una distancia , entonces el volumen total de fluido descargado por segundo es dado por:

dónde  Es la presión al inicio y  Es la presión del fluido después de fluir a través de la longitud. .  El constante  En esta fórmula se define como la permeabilidad del medio. La unidad de  es de metros cuadrados (m²).

Diferencia entre porosidad y permeabilidad

Lo que mide

Porosidad mide la cantidad de espacio vacío entre las rocas o en el suelo como una fracción del volumen total.

Permeabilidad mide lo fácil que es que los fluidos fluyan a través de una sustancia.

Unidades

Porosidad Es una relación de volúmenes, por lo que no tiene unidades..

Permeabilidad tiene unidades de área (m² en el sistema SI).

Imagen de cortesía:

“Una demostración de pavimentadora permeable, Austin's Ferry, Tasmania, Australia” por JJ Harrison ([correo electrónico protegido]) (trabajo propio) [CC BY-SA 3.0], a través de Wikimedia Commons