Análise Granulométrica

Análise Granulométrica

Introdução

As partículas sedimentares apresentam dimensões com variabilidade muito elevada. Na Natureza encontram-se depósitos sedimentares constituídos por elementos com decímetros a metros de diâmetro (como nas moreias glaciárias), até sedimentos compostos por partículas extremamente pequenas, da ordem de alguns micra (como se verifica nas argilas dos grandes fundos oceânicos). Por vezes, a heterogeneidade da dimensão das partículas que constituem um depósito é extremamente elevada, coexistindo elementos com metros de diâmetro numa matriz de partículas pequenas (como nos depósitos formados por alguns fluxos detríticos).

A análise das dimensões das partículas é importante pois permite deduzir indicações preciosas, entre outras, sobre a proveniência (designadamente sobre a disponibilidade de determinados tipos de partículas e sobre as rochas que lhes deram origem), sobre o transporte (utilizando, por exemplo, o conceito de maturidade textural e a resistência das partículas, segundo a sua composição, à abrasão e à alteração química), e sobre os ambientes deposicionais.

A análise granulométrica consiste na determinação das dimensões das partículas que constituem as amostras (presumivelmente representativas dos sedimentos) e no tratamento estatístico dessa informação. Basicamente, o que é necessário fazer, é determinar as dimensões das partículas individuais e estudar a sua distribuição, quer pelo peso de cada classe dimensional considerada, quer pelo seu volume, quer ainda pelo número de partículas integradas em cada classe. Na realidade, estas três formas têm sido utilizadas. Assim, para efetuar a descrição adequada de um sedimento, torna-se necessário proceder a uma análise pormenorizada, utilizando classes granulométricas com pequena amplitude. Quanto menor for a amplitude das classes, melhor é a descrição da variabilidade dimensional das partículas que constituem o sedimento.

Classicamente, a granulometria dos sedimentos muito grosseiros (cascalhos, seixos, balastros, etc.) é efetuada medindo (ou pesando) individualmente cada um dos elementos e contando-os. Contudo, para sedimentos menos grosseiros (cascalhos finos, areias), tal forma de mensuração não é prática, sendo nas areias muito difícil e extremamente morosa, e praticamente impossível nos siltes e argilas. Para estes sedimentos, a análise clássica recorre à separação mecânica em classes dimensionais e à determinação do seu peso. No que se refere aos sedimentos lutíticos (siltes e argilas), a forma de determinar a distribuição granulométrica de forma compatível com as das outras classes texturais é ainda mais difícil e problemática.

Os problemas relacionados com a análise granulométrica começam logo com a escolha do método a utilizar. Por um lado, é questionável se se deve utilizar, para cada fracção granulométrica, o número de partículas aí presentes ou o peso dessas partículas. Existem várias tentativas de relacionar estas duas quantidades, mas, como seria de esperar, a aplicação das expressões empíricas que têm sido propostas não funcionam na realidade, ou cometem grandes erros. Basta considerar que existe, nas partículas sedimentares, grande variabilidade de formas e de densidades, para se concluir que qualquer expressão relacionando número e peso está condenada ao fracasso.

Escalas Granulométricas

A determinação das faixas de tamanho das partículas é feita por meio de uma série de aberturas de peneiras que mantém entre si uma relação constante.

A primeira escala granulométrica foi proposta por Rittinger, Alemanha, e obedeceu à

seguinte equação:

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Onde:

an = abertura de ordem n;

ao = abertura de referência (a =1 mm); 218 Classificação e Peneiramento

r = razão de escala (r = √2 =1,414).

Posteriormente, a U.S. Tyler Company alterou a escala de Rittinger, tomando como abertura de referência (ao) 74 µm. Esta escala tornou-se de uso geral em todo o mundo.

Uma segunda escala foi sugerida por Richards, Estados Unidos, que seguiu a mesma equação de Rittinger, sendo que adotou como razão de escala r = 4√2 =1,19. Esta escala foi tomada como padrão pelo Governo Americano.

As aberturas das peneiras para as duas escalas (Tyler e Richards) foram relacionadas ao número de malhas (mesh) que representa o número de aberturas de uma mesma dimensão contido num comprimento de 25,4 mm.

A escala ISO (International Standard Opening) adotou como abertura de referência (ao ) 1 mm, que corresponde a 18 malhas (mesh), e como razão de escala (r) √2 = 1,414.

Na Tabela abaixo são apresentadas as escalas Tyler, Richards e ISO e suas associações com o número de malhas (mesh).

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Métodos Granulométricos

Sedimentos Muito Grosseiros

O primeiro problema que surge quando se pretende fazer a granulometria de um sedimento em que as classes texturais mais grosseiras (seixos, burgaus, blocos, etc.) são abundantes é a quantidade de material, isto é, a amostra que deve ser considerada. Para se obter o mesmo rigor estatístico que normalmente se consegue na granulometria das areias seria necessário, por vezes, dispor de amostras com pesos da ordem das toneladas. Basta pensar qual seria o peso de uma quantidade de seixos equivalente à quantidade de grãos existente numa amostra de areia para ter noção da amplitude do problema.

Por outro lado, e visto que é relativamente fácil, em elementos muito grosseiros, determinar individualmente várias medidas (volume, peso, eixo maior, eixo menor, etc.), é necessário escolher o parâmetro mais adequado. Para ter consistência com o que normalmente se pretende medir na granulometria das areias, dever-se-ia considerar o “diâmetro”, o que, no caso vertente, não é fácil, pois basta olhar para uma população de seixos, burgaus ou balastros para constatar que existe, em cada elemento, um eixo maior e outro menor. Mesmo estes eixos não são, muitas vezes, fáceis de determinar devido às formas muito irregulares que vários dos elementos