Estugo do fenômeno \"fingering\" em um meio poroso através de imagens e teoria da percolação por invasão - Durand, Adolfo Nicolas Posadas (1994)
A instabilidade da frente de molhamento ou fenômeno \"fingering\" pode ocorrer quando um líquido percola por um meio poroso que apresenta uma dupla camada ao longo de seu perfil vertical. Este fenômeno tem um papel determinante nos processos relacionados ao transporte de solutos em sistemas particulados, a contaminação ambiental e a recuperação de petróleo entre outros. No presente trabalho, foram realizados, em laboratório, experimentos com infiltração de água através de colunas de solo de dupla camada, com a finalidade de se estudar os processos físicos envolvidos no fenômeno \"fingering\" em duas e três dimensões. Em duas dimensões, utilizando a técnica de imagens, foi acompanhada a dinâmica dos \"fingers\", através de uma coluna planar de solo estratificado (dupla camada) e homogêneo (uma só camada). A estrutura morfológica dos \"fingers\" foi caracterizada não somente através de sua dimensão fractal como também foram realizadas simulações, usando o modelo modificado de percolação por invasão. Em três dimensões, usando uma coluna cúbica de solo estratificado, foi estudada a infiltração de água em condições de equilíbrio hidrodinâmico através da técnica de imagens por ressonância magnética nuclear (RMN). O acompanhamento da dinâmica dos \"fingers\", através de uma fatia central, no interior da coluna, foi realizado utilizando-se a técnica de imagens por tomografia médica de raios-X. Foi também possível seguir a dinâmica espacial da frente de infiltração, com o sistema de RMN, medindo-se o sinal de \"spin-echo\". Os resultados mostraram uma grande variabilidade espacial e temporal dos \"fingers\", ficando evidente o caráter tridimensional do fenômeno, sua relação de ocorrência com a distribuição do perfil de poros, com a estratificação do solo e a evidência de que o fenômeno pode acontecer mesmo em solos homogêneos. O valor da dimensão fractal, resultou estar correlacionado com a granulometria do solo. O modelo modificado de percolação por invasão proporcionou a determinação do perfil de distribuição de poros para cada solo simulado, reproduzindo adequadamente os resultados experimentais