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 solo_Celso Fernandes_Siagro2014_Embrapa Instrumentação

1. 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 solo
C. L. Tseng, C. P. Fernandes, A. C. Moreira, R. H. Gounella, C.
P. M. Vaz, S. Crestana

2. Laboratório de Tomografia – LMPT/UFSC
Financiamento
PETROBRAS
Rede de Estudos
em Sedimentologia
e Estratigrafia

3. Imagens – descrição de sistemas porosos
Caracterização do espaço poroso
Modelo estocástico 3-D
Material poroso
Lâmina delgada
Imagem digital 2-D
Propriedades macroscópicas
Permeabilidades, pressão capilar
Condutividade elétrica, .......
Aquisição de imagens 2-D
Imagem tomográfica 3-D

4. Amostra de solo seco – Análise microCT
Solo Seco
Resolução: 2mm

5. Amostra de solo seco – Análise NanoCT
Resolução: 64 nm

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

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

8. Sistemas porosos multiescalares – integração
Modelo matemático para a integração de escalas
espaciais características

9. Sistemas porosos multiescala


 

Total i k I


 

 


n
i
i
k
1
1
1
 
1
 
* 1
total
k
i
k
ij i
ij
f I
f


 
Porosidade total Distribuição de poros total

10. Propriedades macroscópicas : simulação
numérica
Imagem 3-D mCT
Modelos discretos de Boltzmann
Rede de poros

11. Rede de poros
Rede de poros: permeabilidade intrínseca e curvas de sucção
Cooperação: LMPT – Cyclops/INE- Heriot-Watt University

12. Muito obrigado pela atenção

13. Volume elementar representativo
Bear, J., Dynamics of fluids in porous media, 1988

14. Volume elementar representativo
25
20
15
10
5
0
E3_nCT
0 10000 20000 30000
Porosity (%)
Sample Volume (μm^3)
25
20
15
10
5
0
E2
0 0.2 0.4 0.6
Porosity (%)
Sample Volume (mm^3)
5
4.5
4
3.5
3
2.5
2
1.5
1
0.5
0
E1_area2
0 100 200 300 400 500 600
Porosity (%)
Sample Volume (mm^3)