miércoles, 16 de marzo de 2005

Apuntes acerca del experimento de disolución de calcita en agua ácida, realizado por Peter K. Weyl en 1958.


Varios artículos identifican la publicación del artículo de P. K. Weyl como la primera (o una de las primeras) a constatar que agua ácida solo puede disolver roca caliza donde entra en las fisuras y que la solución se satura a muy poca distancia. Lo cual en su momento tenía un impacto considerable para la espeleología científica, porque significaba que las fisuras que se encuentran a más profundidad de unos pocos metros,  nunca se pueden ensanchar. Es decir: las cuevas no se pueden haber formado.
Su  conclusión era muy paradójica, porque obviamente existen grandes cuevas por todo el mundo.
Un punto para tener en cuenta es que en el experimento se ha usado ácido clorhídrico y no ácido carbónico.

A continuación doy el resumen original del artículo y su traducción en español. No he podido encontrar el artículo original.


The solution kinetics of calcite
Peter K. Weyl - The Journal of Geology, 1958

Abstract
The solution alteration of a limestone depends on the rate at which water entering the rock becomes saturated. This rate is governed by the rate of transport of solute away from the solid-liquid interface, where the solution is always saturated. For laminar flow in a straight circular capillary of radius a, the solution will be 90 per cent saturated after penetrating a distance 0.572v̄a²/D, where v̄ is the average flow velocity of the fluid and D is the diffusion constant of the solute in the solution. Under normal conditions below the water table, v̄ and a are sufficiently small that the water in a limestone is always saturated with respect to calcium carbonate. Solution alteration can therefore take place only where the water first enters the rock or where the solubility changes.


La cinética de la disolución de calcita
Peter K. Weyl - The Journal of Geology, 1958

Resumen
La alteración de la disolución de roca caliza depende de la velocidad con que el agua que entra en la roca se satura. Esta velocidad se rige por la velocidad en que el soluto*1 es transportado lejos de la interfaz sólido-líquido (roca caliza-agua), donde la solución siempre está saturada. Para el flujo laminar en un capilar circular recto de radio a, la solución estará saturada en un 90 por ciento después de penetrar una distancia 0.572v̄a² / D, donde es la velocidad de flujo promedio del fluido y D es la constante de difusión del soluto en la solución. En condiciones normales debajo de la capa freática, y a son lo suficientemente pequeños como para que el agua en la roca caliza esté siempre saturada con respecto al carbonato de calcio. Por lo tanto, la alteración de la solución solo puede tener lugar donde el agua ingresa por primera vez a la roca o donde cambia la solubilidad.

*1 soluto = substancia que está disuelta en otra, en este caso la calcita que está disuelta en agua.

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