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<title>Pesquisas no GESAR</title>
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<a href="index.html"style= "color:#7d2427;">GESAR</a> >>
<a href="pesquisa.html"style= "color:#7d2427;">Pesquisa no GESAR</a>>>
<a href="pesquisa-meios-porosos.html"style= "color:#7d2427;">Escoamento em meios porosos</a>>>
</p>
<hr>
<div align="center">
<h2>Escoamento em meios porosos</h2>
<img class="img-circle pesquisathumbnail" src="images/fingers2.png" alt="meios porosos" width="140" height="140">
</div>
<br>
<p>A técnica de sequestro de gás carbônico tem grande importância na redução de emissões antropogênicas. Atualmente, sabemos que 60% dessas emissões é dada através de centrais térmicas, fábricas de cimento, refinarias, usinas siderúrgicas e outras instalações industriais. O sequestro geológico de CO2 é uma das opções para esta técnica.
A estocagem do dióxido de carbono em formações geológicas como um aquífero salino tem sido amplamente estudada, quando o CO2 é injetado em um aquífero, ele se dissolve na água salgada de forma lenta, pelo processo de difusão. Nesse processo surgem instabilidades gravitacionais, conhecidas pelo nome em inglês fingers que é o efeito da difusão entre o fluido mais denso no fluido menos denso. O estudo desse fenômeno é importante para classificar, quantificar e avaliar a dissolução do dióxido de carbono na salmoura.
<br>
Em muitos trabalhos já encontramos um estudo detalhado da dissolução em um aquífero salino com a suposição de uma parede superior plana, em nosso trabalho focamos o estudo teórico, através de simulações computacionais, em um aquífero com superfície superior curva, variamos a curvatura desta superfície e encontramos resultados variados. O objetivo é constatar qual configuração
planaoucurvaplanaoucurva é melhor para que ocorra maior dissolução do CO2. <br>
Consideramos um problema de flutuação direcionada pela formação de fingers em meio poroso pela dissolução de um fluido inicialmente mais denso sobre um fluido menos denso
dióxido de carbono sobre a água salgada,por exemplo dióxido de carbono sobre a água salgada, por exemplo. O foco é na camada superior onde a dinâmica da dissolução convectiva acontece.
<br>
As equações, na forma adimensional, que descrevem a dinâmica do escoamento são dadas por:
</p>
<br>
<div align="center">
<img class="img-thumbnail img-responsive center-block" align="center" src="images/pesquisa/equacoes-darcy1.png" height="220px" width="220px">
<p class="AreaResumo"style="text-align:center">Equação do transporte de vorticidade com a Lei de Darcy</p>
</div>
<br>
<div align="center">
<img class="img-thumbnail img-responsive center-block" align="center" src="images/pesquisa/equacoes-darcy2.png" height="220px" width="220px">
<p class="AreaResumo"style="text-align:center">Equação do transporte de concentração</p>
</div>
<br>
<p>onde c é o campo de concentração.
<br>
As condições de contorno para o campo de velocidade são prescritas como de não-escorregamento para a componente normal da velocidade nas paredes superior e inferior e condições periódicas nas laterais.
E para o campo de concentração adimensional, prescrevemos fluxo nulo na parede inferior, periódicas nas laterais e constante e igual a 1 na parede superior.
<br>
As simulações numéricas são realizadas com uma pequena perturbação na parede superior estimulando as instabilidades a ocorrerem.
<br>
Reproduzimos o estudo de um domínio com superfície superior plana, mostrada na Fig.1, para verificação e validação do código numérico, desenvolvido na linguagem de programação C juntamente com a biblioteca PETSc. Após a validação realizamos a deformação da superfície superior simulando assim um aquífero salino curvo.</p>
<div align="center">
<img class="img-thumbnail img-responsive center-block" align="center" src="images/pesquisa/figura1abc.jpg" height="700px" width="700px">
<p class="AreaResumo"style="text-align:center">Figura 1: Evolução da dinâmica de dissolução para o caso da superfície plana e curva.</p>
</div>
<br>
As Figs. 1(a) e 1(b) mostram a evolução no tempo das simulações para o caso da superfície plana e curva, respectivamente. A parte direita das figuras mostram a carta espaço-tempo, através dela observamos o surgimento dos fingers ao longo do tempo de cima para baixo na camada limite, numa posição fixa a uma certa distância da parede superior.
<br>
Uma forma de medir a velocidade da dissolução é a obtenção do comprimento de mistura, visto na Fig.2. A figura mostra os resultados para os casos em que variamos a deformação da parede superior do domínio.
<div align="center">
<img class="img-thumbnail img-responsive center-block" align="center" src="images/pesquisa/fig4.png" height="420px" width="420px">
<p class="AreaResumo"style="text-align:center">Figura 2: Evolução no tempo do comprimento de mistura.</p>
</div>
<br>
Várias outras medidas de pós-processamento estão sendo desenvolvidas e analisadas para que esse estudo teórico esteja completo. Em breve teremos uma tese de doutorado com maior profundidade do tema e dos resultados obtidos.
<h4>Maiores informações:</h4>
<ul>
<li><a href="http://www.ulb.ac.be/sciences/nlpc/index.html" style= "color:#7d2427;" target="_blank">Estruturas de Não-Equilíbrio em Sistemas Químicos, Biológicos e Ambientais</a></li>
</ul>
<h4>Vídeo:</h4><br>
<div align="center">
<iframe width="300" height="200" src="https://www.youtube.com/embed/a8NRhFKDLzo" frameborder="0" allowfullscreen></iframe>
</div>
<div align="center">
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<footer class="footer">
<div class="container hidden-xs">
<p class="text-muted"> Grupo de Estudos e Simulações Ambientais em Reservatórios - Universidade do Estado do Rio de Janeiro <br>
Rua Fonseca Teles, 121, São Cristóvão, Rio de Janeiro, tel: +55 (21) 2332-4733
</p>
</div>
<!-- <div class="container visible-xs">
<p class="text-muted">GESAR - UERJ <br>
Rua Fonseca Teles, 121, São Cristóvão, Rio de Janeiro
</p>
</div>-->
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