Simpósio Nacional de Instrumentação Agropecuária – Siagro 2014 São Carlos/SP

Uso de um nanotomógrafo e de microtomógrafos de raios x

para investigar, em duas e três dimensões, o espaço poroso e a água no interior de amostras de

soloC. L. Tseng, C. P. Fernandes, A. C. Moreira, R. H. Gounella, C.

P. M. Vaz, S. Crestana

FinanciamentoPETROBRAS

Rede de Estudosem Sedimentologia

e Estratigrafia

Laboratório de Tomografia – LMPT/UFSC

Imagens – descrição de sistemas porosos

Caracterização do espaço poroso

Modelo estocástico 3-D

Material poroso Lâmina delgada

Imagem digital 2-D

Propriedades macroscópicasPermeabilidades, pressão capilarCondutividade elétrica, .......

Aquisição de imagens 2-D

Imagem tomográfica 3-D

Amostra de solo seco – Análise microCT

Resolução: 2mm

Solo Seco

Amostra de solo seco – Análise NanoCT

Resolução: 64 nm

Solo com ar e água (solução de KI a 1%)

Visualização de fluidos em equilíbrio – curvas de sucção (pressão capilar)

Sistemas porosos multiescalares – integração

Modelo matemático para a integração de escalas espaciais características

Sistemas porosos multiescala

n

i

i

kkiTotal I

1

1

1

total

k

i

kiij

ij

If

f

1

1*

Porosidade total Distribuição de poros total

Propriedades macroscópicas : simulação numérica

Imagem 3-D CT

Modelos discretos de Boltzmann

Rede de poros

Rede de poros

Rede de poros: permeabilidade intrínseca e curvas de sucção

Cooperação: LMPT – Cyclops/INE- Heriot-Watt University

Muito obrigado pela atenção

Volume elementar representativo

Bear, J., Dynamics of fluids in porous media, 1988

Volume elementar representativo

0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 350000

5

10

15

20

25 E3_nCT

Sample Volume (µm^3)

Poro

sit

y (

%)

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.60

5

10

15

20

25 E2

Sample Volume (mm^3)

Poro

sit

y (

%)

0 100 200 300 400 500 6000

0.51

1.52

2.53

3.54

4.55 E1_area2

Sample Volume (mm^3)

Poro

sit

y (

%)