Nuevas técnicas revocan una ley de fluidos de hace un siglo

Ingenieros del Imperial College de Londres han anulado una ley científica de 100 años de antigüedad, utilizada para describir cómo se mueve un fluido a través de las rocas.

El descubrimiento por los investigadores de Imperial podría conducir a una serie de mejoras, incluyendo avances en Captura y Almacenamiento de Carbono (CCS), tecnología para impedir que el gas de efecto invernadero llegue a la atmósfera, y sea almacenado de forma segura en rocas profundamente subterráneas.

A kilómetros debajo de la superficie de la Tierra circulan diferentes tipos de fluidos a través de los espacios microscópicos entre los granos dentro de las rocas.

Los científicos del Imperial College han utilizado las instalaciones de Diamond Light Source en el Reino Unido para hacer videos en 3D que muestran con más detalle que nunca cómo fluidos se mueven a través de la roca.

Durante más de cien años, los ingenieros han estado modelando cómo se mueven múltiples fluidos a través de las rocas por una serie de razones. Por ejemplo, permite a los ingenieros determinar cómo extraer petróleo y gas. Comprender cómo fluye el agua de mar a través de las rocas proporciona una visión de la volatilidad de la corteza terrestre y predecir cómo el agua dulce fluye a través de las rocas permite a los ingenieros manejar los recursos hídricos. Más recientemente, los ingenieros han estado modelando cómo el carbono fluye través de la roca.

Previamente, los científicos han utilizado una fórmula para modelar cómo los líquidos se mueven a través de las rocas. Se llama Ley ampliada de Darcy y su premisa es que los gases se mueven a través de la roca a través de sus propias rutas microscópicas estables y complejas. Este ha sido el enfoque de base utilizado por los ingenieros para modelar el flujo de fluidos durante los últimos 100 años.

Sin embargo, los científicos del Imperial College han descubierto que en lugar de fluir en un patrón relativamente estable a través de las rocas, los flujos son en realidad muy inestables. Los caminos por los que se mueven los fluidos sólo duran un corto período de tiempo, decenas de segundos a lo sumo, antes de volver a organizarse y formar otros diferentes. El equipo ha llamado a este proceso conectividad dinámica.

La importancia del descubrimiento de la conectividad dinámica es que los ingenieros alrededor del mundo ahora podrán modelar más exactamente cómo los fluidos fluyen a través de la roca.

Catriona Reynolds, autora principal del estudio que completó su doctorado en el Departamento de Ciencias de la Tierra e Ingeniería de Imperial, dijo en un comunicado: «Tratar de modelar cómo los fluidos fluyen a través de la roca a gran escala ha demostrado ser un desafío científico y de ingeniería. La capacidad de predecir cómo fluyen estos fluidos en el subsuelo no es mucho mejor de lo que era hace 50 años, a pesar de los grandes avances en la tecnología de modelado informático. Los ingenieros han sospechado que había algunas brechas importantes en nuestra comprensión de la física subyacente del flujo de fluido. Nuevas observaciones en este estudio obligarán a los ingenieros a reevaluar sus técnicas de modelado, aumentando su precisión».

La investigación se publica en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences.

Fuente: Europa Press