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granulometrìa

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Descrizione generale

sf. [granulo+-metria]. Determinazione della dimensione dei granuli costituenti un sedimento incoerente al fine di poterlo convenientemente classificare; comunemente si procede anche a un esame morfoscopico (determinazione della forma e valutazione dell'aspetto) al fine di definire l'ambiente di formazione e i processi erosivi sopportati dal sedimento. In particolare, nell'industria mineraria, determinazione delle dimensioni delle particelle di un minerale che è stato sottoposto a frantumazione e macinazione al fine della preparazione meccanica, cioè del lavaggio gravimetrico e della flottazione.

Analisi e classificazione

Poiché ogni tipo litologico è definibile in funzione delle dimensioni dei granuli che lo costituiscono, mediante l'analisi granulometrica si separano le varie frazioni di un sedimento e lo si classifica in classi granulometriche in base all'andamento dei valori percentuali ponderali riportati su appositi diagrammi (scale granulometriche) "La tabella con gli esempi di classificazione granulometrica è a pag. 200 dell’11° volume." . "Per gli esempi di classificazione granulometrica vedi tabella al lemma del 10° volume." In laboratorio il materiale viene dapprima vagliato attraverso una setacciatura meccanica in una batteria di setacci con sezione delle maglie decrescente in progressione geometrica fino a 40 μm. Per valori inferiori a questo limite si ricorre all'analisi densimetrica, che consente, previa dispersione in acqua distillata del campione da analizzare e misurazione a intervalli di tempo prefissati della velocità di caduta delle particelle, di risalire al diametro delle particelle applicando la legge di Stokes. Coi risultati ottenuti dalla setacciatura e dalla densimetria si costruisce la curva granulometrica che può essere rappresentata graficamente in vario modo, anche se due sono i tipi più usati: le curve cumulative e quelle di frequenza "Le rappresentazioni grafiche di curve granulometriche sono a pag. 199 dell’11° volume." . "Per le curve granulometriche vedi grafici al lemma del 10° volume." Le curve cumulative – costruite mettendo in ordinata con scala aritmetica, in corrispondenza ai valori dei diametri delle maglie considerate in ascissa con scala logaritmica, il peso dei materiali al di sopra di ogni limite – consentono di definire: il diametro del granulo medio del sedimento, ossia il diametro corrispondente al 50% del peso totale del campione in esame (questo valore, detto mediana, Md, consente di stimare la forza della corrente responsabile della rimozione del materiale stesso); i diametri delle frazioni relative al 25% e al 75% della massa totale del sedimento, detti quartili rispettivamente primo, Q₁, e terzo, Q₃ (Q₂ corrisponde a Md); il coefficiente di selezione, S, dato dalla radice quadrata del rapporto tra i due quartili, da cui si ricava se il sedimento è ben classato (S<2,5), moderatamente (S tra 2,5 e 4) o scarsamente (S>4) selezionato; l'asimmetria, A, parametro dato dalla radice quadrata del rapporto tra il prodotto dei quartili e il quadrato del diametro medio: per valori prossimi a 1 le varie classi granulometriche sono tutte ben selezionate e la curva è simmetrica, per A>1 la selezione riguarda prevalentemente le frazioni fini, per A<1 quelle grossolane. Le curve di frequenza o di dispersione si ricavano dai diagrammi delle dimensioni riducendo l'intervallo tra classe e classe e mutando il valore di ordinata in modo che l'area totale racchiusa rimanga la stessa, fino a ottenere al posto della successione di gradini una curva continua, e consentono di definire la classe modale, ossia il diametro della particella più frequente: se la curva presenta un solo massimo la distribuzione si dice unimodale, se due bimodale (è il caso più comune), ecc. Una distribuzione polimodale indica che il campione in esame risulta dal mescolamento di più materiali a granulometria diversa.

Industria mineraria

L'analisi granulometrica su granuli fino alle dimensioni di ca. 30 μm si esegue con stacci unificati secondo una scala convenzionale (la più usata è la Tyler standard screen scale, USA) che utilizza una serie di stacci con numero di mesh fissato secondo una determinata progressione; le dimensioni in mesh si convertono facilmente in mm. I dati che interessano si raccolgono in diagrammi aventi in ascisse le dimensioni dei granuli e in ordinate le percentuali di ogni classe rispetto al totale del campione analizzato; le percentuali si determinano in base al peso del minerale rifiutato da ogni singolo staccio. Per granuli di dimensioni inferiori a 30 μm la classificazione viene fatta mediante cicloni in corrente d'aria o d'acqua; per dimensioni ancora inferiori si fanno analisi densimetriche identiche a quelle adottate in geologia; per finezze estreme si eseguono esami microscopici con conteggio dei granuli.