Preparación de Muestra (testigo de roca)

Universidad de Santiago, Chile Depto. de Ingeniería en Minas Laboratorio de Mecánica de Rocas y Geotecnia

1

Método de ensayo para la preparación de una muestra (testigo),

según Norma ASTM D4543

1. Resumen de Método:

Lo que se busca en este práctico, es la preparación de una muestra de roca (testigo) según normativa

ASTM D4543, esto implica que el testigo en cuestión, debe poseer una longitud, diámetro y pulido de

caras determinado, para que esté pueda ser utilizado en posteriores ensayos de carácter no destructivo y

destructivo.

2. Objetivos:

- Obtener una relación de largo y diámetro entre 2 – 2,5

- Conseguir un pulido de caras, de forma tal que se cumpla tolerancia de la planicie de caras, paralelismo y

perpendicularidad.

3. Equipo e Instrumentos

3.1 - Equipo de Protección Personal (EPP):

- Guantes

- Lentes de protección o antiparras

- Mascarilla de seguridad

- Overol

- Protectores auditivos

- Zapatos de Protección

3.2 - Equipo de laboratorio:

- Cortadora de Testigo

- Medidor Dial

- Pie de Metro

- Plumón

- Rectificadora

- V-Block

4. Fundamentos Teóricos:

Para llevar a cabo este procedimiento, tener en cuenta las siguientes fórmulas:

Relación Largo-Diámetro

Ecuación N°1

Laboratorio de Mecánica de Rocas y Geotecnia

Realizado por: Ivo Fritzler S.

2

Donde L corresponde a la longitud del testigo y D a su diámetro.

Tolerancia máxima en caras de testigo

Ecuación N°2

Esto se refiere al análisis que se realiza por Medidor Dial, es la tolerancia máxima permitida en cada cara del

testigo.

Determinación de perpendicularidad en caras

Ecuación N°3

Donde

Ecuación N°4

Delta ( ) representa la variación entre el punto máximo y mínimo obtenido con medidor Dial en una dirección

determinada y D el diámetro del testigo.

Determinación de paralelismo de las caras

Ecuación N°5

Ecuación N°6

Donde corresponden a las pendientes de las rectas que representan cada cara, y el ángulo

entre ellas.

5. Procedimiento:

Para llevar a cabo este practico, se debe realizar la siguiente secuencia de pasos:

- Si la materia prima a trabajar es una colpa extraer con un saca testigos, en caso contrario, es decir

que la muestra sea un testigo, se procede a determinar dimensiones de diámetro



3

- Para la medición de diámetro se recomienda realizar 3 medidas a lo largo del testigo a una distancia

similar para cada medida, distancia no especificada (estas medidas se realizan con pie de metro, es

recomendable utilizar un V-Block para el soporte de testigo).

- Una vez obtenida las tres medidas de diámetro, se debe determinar el diámetro promedio, esta

dimensión permitirá determinar el largo del testigo, para su corte.

- Para la obtención del largo, utilizar ecuación N°1.

- Obtenido diámetro y largo, se procede a marcar testigo según medidas, para posteriormente llevarlo

a cortadora de testigo.

- Se procede a cortar en cortadora de testigos, según dimensiones marcadas

- Posterior a su corte, se limpian extremos, ideal humedecer un poco.

- Se procede a pintar extremos con plumón, el color de plumón dependerá del tono del testigo, ya que

este color servirá como indicador de pulido en rectificadora.

- Posteriormente, se procede a llevar testigo a rectificadora, la cual cumple la función de pulir

extremos, ya que en corte de testigo, caras quedan desniveladas.

- Posterior al pulido de testigo en rectificadora, para ambas caras, se procede a su correcto limpiado.

- Luego, se utiliza medidor dial, el fin de esté, es determinar que tan lisas quedaron caras, tras la

rectificación.

- La medición realizada por el medidor dial se realizará en 3 direcciones, cada una a 120° de la

anterior, el medidor debe estar coordenado en 0 y para la realización de cada medida en la

orientación deseada, debe ser ubicado en el centro del testigo, desde ahí desplazarse para cada

extremo y determinar los errores máximos y mínimos de la orientación estudiada.

- Cada error máximo y mínimo deberá cumplir con Ecuación N°2.

- Obtenido los datos para cada orientación, es decir 2 puntos por orientación (máx. y mín.), 6 puntos

por cara, para cada orientación se debe analizar su perpendicularidad (Ecuación N°3 y N°4).

- Posterior a esto, se debe realizar la gráfica de ambas caras del testigo y comprobar el paralelismo de

estás (Ecuación N°5 y N°6).

- Si cada paso anterior, cumple, la muestra está preparada para ser utilizada en ensayos posteriores.

6. Ejemplo práctico

Supóngase, se realizó medida en 3 orientaciones a testigo de diámetro 47mm y largo 108,1 mm

(comprobar con Ecuación N°1), como se muestra en la figura N°1:

N

O

NO

E

SE

Figura N°1 – Cara basal de testigo

S



4

El punto azul en el centro, representa el punto cero donde debe ir ubicado medidor Dial para realizar la

medición.

Las mediciones para ambas caras, deben ser realizadas con las mismas orientaciones escogidas.

Supóngase se obtuvieron los siguientes resultados de medición:

Orientación Cara basal 1 (mm) Cara basal 2 (mm)

Error máx. Error mín. Error máx. Error mín.

N-S 0,013 0,002 0,018 -0,01

O-E 0,01 -0,008 0,02 0,003

NO-SE 0,009 0,002 0,01 -0,002

Se debe analizar cada error máximo y mínimo para cada cara y verificar que cumpla Ecuación N°2, para

este caso, todos cumplen con la tolerancia.

Posterior a esto, se determinan los deltas para cada cara y se verifica que cumplan con Ecuación N°3

(Perpendicularidad).

Orientación

Cara basal 1 (mm)

┴

Cara basal 2 (mm)

┴ Error máx.

Error mín.

Error máx.

Error mín.

N-S 0,013 0,002 0,011 0,00023 0,018 -0,01 0,008 0,00017

O-E 0,01 -0,008 0,002 0,000042 0,02 0,003 0,017 0,00036

NO-SE 0,009 0,002 0,007 0,00048 0,01 -0,002 0,008 0,00017

Posterior a esto, se puede concluir que todos cumplen con perpendicularidad de caras.

A continuación se procede a graficar, considerando en el eje y los y en el eje x las orientaciones, las

cuales para poder lograr el ajuste lineal serán consideradas 1, 2, 3.

Gráfica N°1 – Caras Basales de Testigo



5

En las graficas expuestas anteriormente, se consideró la orientación N-S = 1, E-O = 2 y NO-SE = 3.

Con el ajuste lineal realizado, se procede a utilizar las pendientes obtenidas para cada cara, que fueron:

El ángulo corresponderá a:

Luego, se cumple paralelismo de caras (según Ecuación N°6) y la muestra se considera aprobada para

ser utilizada en ensayos no destructivos y destructivos.

7. Comentarios:

- El ejemplo práctico considera un diámetro de 47 mm según norma D4543, esta medida es un

diámetro óptimo, también se considera aceptable mayor a está.

- Para este práctico, no se cumple al pie de la letra la norma, la idea es simplemente que la persona

que está realizando esta actividad comprenda el procedimiento, ya que los testigos a ensayar

probablemente posean diámetros más bajos de 47 mm y por ende el ensayo sería inválido,

teóricamente hablando.

- También se obvia el análisis del cuerpo del testigo, se realiza un proceso similar al de la

perpendicularidad de caras, sólo que se realiza la medida a lo largo y se determinan sólo deltas y

estos deben ser inferiores a 26 mm aprox.

- Se aconseja leer Norma ASTM D4543, para mayor compresión y detalle de la experiencia.

- Este documento, es a modo de resumen de la experiencia realizada, para que la persona que realice

este práctico comprenda de mejor manera, lo que se pide o vaya con una idea de lo que hará.

8. Anexos

8.1 - Imágenes de Referencia

8.1.1 - Equipo de Protección Personal (EPP)

Uso:

En corte de Testigo de roca.

Figura N°2 - Guantes



6

Figura N°3 - Antiparras

Figura N°4 - Mascarilla de Seguridad

Figura N°5 - Overol

Figura N°6 - Protectores Auditivos

Uso:

En corte de Testigo de roca

y rectificación.

Uso:

En corte de Testigo de roca y

rectificación.

Uso:

Durante toda la experiencia.

Uso:

En corte de Testigo de roca, se

puede usar en rectificación, pero

no es obligación.



7

Figura N°7 - Zapatos de Protección

8.1.2 - Equipo de Laboratorio

Figura N°8 - Cortadora de Testigo, ISESA, Modelo IS-300-350 e380

Figura N°9 - Medidor Dial (soportado)

Uso:

Durante toda la experiencia.

Uso:

Para cortar testigo, según

dimensiones.

determinadas.

Uso:

Para determinar errores post-

rectificado en caras o

superficies laterales de testigo.



8

Figura N°10 - Pie de Metro Digital

Figura N°11 - Plumón

Figura N°12 - Rectificadora Automática, Modelo M618A

Uso:

Para determinar dimensiones de

testigo.

Uso:

Para marcar longitud de testigo y

posterior al corte, pintar extremos

de testigo para llevar a

rectificado.

Uso:

Para lograr un correcto pulido de

caras de testigo, post-corte.



9

Figura N°13 - V-Block

*Las imágenes mostradas anteriormente no necesariamente son del laboratorio de Mecánica de Rocas, pero

sirve para dar una idea de los instrumentos que se poseen.

Uso:

Para lograr mayor estabilidad al

momento de realizar medidas en

testigo.

Preparación de Muestra (testigo de roca)

Engineering

Transcript of Preparación de Muestra (testigo de roca)