Comportamento de um fluxo hiperpicnal gerado em simulação física : uma comparação entre fluxo confinado e não confinado

Abstract

O estudo de fluxos hiperpicnais é extremamente importante dentro da indústria do petróleo, pois depósitos gerados por tais fluxos podem se tornar potenciais reservatórios de hidrocarbonetos. Uma das maneiras de entender esses processos sedimentares em ambiente marinho é através de experimentos em laboratórios (modelagem física), onde se controla os parâmetros envolvidos de maneira que reproduzam mais precisamente o fenômeno natural. Usando essa técnica de estudo, este trabalho visou comparar o comportamento de um fluxo hiperpicnal em duas situações distintas, ou seja, confinado em um canal subaquoso e fora do mesmo (não confinado). Buscou-se estabelecer as diferenças de hidrodinâmica e suas implicações no transporte e na deposição de sedimentos, durante um curto intervalo de tempo, de um experimento físico tridimensional de longa duração. Através da análise de imagens foi possível estabelecer correlações de velocidade, geometria e acelerações entre as duas situações do fluxo. Os resultados mostram que o fluxo, ao atingir a zona confinada, acelera espacialmente e localmente, modificando suas características geométricas (alongamento da região frontal) em relação ao fluxo que escoa fora da zona confinada. Nos ambientes naturais, esse tipo de fenômeno localizado e curto pode ocorrer por longas distâncias, com uma duração maior. Este confinamento com duração longa poderia proporcionar um aumento na velocidade do fluxo, propiciando a ocorrência maior de processos erosivos em relação a processos deposicionais.

The study of hyperpycnal flows (a type of sediment gravity flow) is extremely important in the petroleum industry, since deposits generated by such flows become potential hydrocarbon reservoirs. In order to understand these sedimentary processes in marine environment, laboratory experiments (physical modeling) with controlled input parameters are being performed more accurately to reproduce this natural complex phenomenon. Using this power tool, this work aims to compare the behavior of a hyperpycnal flow in two different situations, i.e., confined and unconfined flow in a subaqueous channel. We sought to establish the hydrodynamic differences and their implications in the transport and deposition of sediments during a short instant of time from a tridimensional physical experiment of long duration. Through the analysis of images was possible to establish correlations of velocity, acceleration and geometry between the two flow situations. The results show that the hyperpycnal flow generated at the beginning of the experiment accelerates both temporally and spatially as well as modifies its geometrical characteristics (elongation of the frontal region). In natural environments, such a locally and short phenomenon can occur through large distance and duration, this can afford an increase in flow velocity through the way, providing a greater occurrence of erosive process compared with depositional processes.