aula sobre porosidade nas rochas

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MEIOS POROSOS (NAS ROCHAS)
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA
DEPARTAMENTO DE GEOFÍSICA
GEF0181 - PROPRIEDADES FÍSICAS DAS ROCHAS - T01 (2020.2 - 35M34) 
DISCENTES: MAIRA SANTOS
MILLENY NASCIMENTO
NILTON CAXIAS
RONY HEBERT
 THAYANNE GABRYELLE
FEVEREIRO 2021
NATAL - RN
SUMÁRIO
INTRODUÇÃO
MEIOS POROSOS
DENSIDADE
POROSIDADE
TÉCNICAS DE MEDIDAS DE DENSIDADE E DE POROSIDADE
REFERÊNCIAS
INTRODUÇÃO
      Meios porosos são materiais sintéticos ou naturais que possuem um conjunto de poros, vazios entre os elementos sólidos de sua composição, por onde pode passar um fluido. As dimensões dos espaços vazios, ou poros, dependem de fatores variáveis entre os quais: tamanho da partícula, sua esfericidade ou forma geométrica e da rugosidade de sua superfície (FRANCIS, 1980). As muitas áreas técnicas e cientificas que estudam os meios porosos partilham dos seguintes propósitos: valor intrínseco do conhecimento, atuação sobre o meio poroso e utilização do meio poroso em uma aplicação tecnológica.
MEIOS POROSOS
Meios porosos: definição, ciência, tipos e aplicações
DENSIDADE
Densidade Absoluta
Consiste na questão volumétrica da rocha em que se é abordado sua massa e seu volume.
Uma maneira de conseguir determinar a densidade absoluta é através do seguinte raciocínio de fórmula de cálculo:
Massa do mineral do ar = 52 kg                E = Pa Vadg = madg =Vad=Mad/Pa=V
Massa da água deslocada = 19,2 kg         Pa=1000 kg/m³
P = m/(Mad/Pa)
DENSIDADE
Densidade Relativa
Refere-se aos valores de densidade relativa que variam entre 1 e 20:
< 2 que são considerados leves; 
entre 2 e 4 que são considerados normais; e
> 4 que são os pesados como os elementos de alto peso anatômico.
Para conseguirmos medir a densidade relativa fazemos:
Peso do mineral no ar = 52 kg
Peso do mesmo volume de água = 19,2 kg
Dr= 52,2/19,2 
DENSIDADE
DENSIDADE
Densidade Aparente
É a massa média de um sólido dividido pelo volume que o mesmo ocupa.
Isso inclui o volume das partículas e o espaço vazio entre os poros que essa densidade pode ser calculada. Considerando o material como ele se encontra no campo geralmente e, envolve como equipamento para medição técnica um topografo ou Laser Scaner, balde graduado e balança de precisão. 
DENSIDADE
Densidade Aparente
DENSIDADE
POROSIDADE
Conceitos
Parâmetro que quantifica os espaços vazios de uma rocha ou solo.
Porosidade Efetiva
Representa a relação entre o volume dos espaços vazios interconectados e o volume total do material
Diferente da porosidade total, não leva em conta os poros isolados
POROSIDADE
Porosidade Primária (original)
Se dá durante o processo de deposição.
Comumente mais uniforme que a porosidade secundária.
POROSIDADE
Poros intercristalinos 
em rochas carbonáticas
Poros intergranulares 
em rochas clásticas
Porosidade Secundária (induzida)
Ocorre a partir de processos geológicos químicos ou mecânicos posteriores à deposição. Podendo aumentar ou diminuir a porosidade.
Resulta da interação do arcabouço e da matriz com a água, ou solução, intersticial.
POROSIDADE
Existem diversos fatores que afetam a porosidade das rochas sedimentares, desde o momento de sua deposição (porosidade primária) até a ocorrência de eventos pós-deposicionais (porosidade secundária).
FATORES QUE AFETAM A POROSIDADE DAS ROCHAS
Porosidade Primária
Seleção dos grãos;
Esfericidade e arrendondamento; 
Empacotamento.
Porosidade Secundária
Compactação;
Cimentação;
Dissolução;
Fratura;
Minerais argilosos.
SELEÇÃO DOS GRÃOS
Nessa etapa quanto melhor for a seleção dos grãos, maior será a porosidade da rocha, pois em uma rocha com grãos mal selecionados implica no preenchimento de partículas menores entre os espaços vazios formado por partículas maiores.
FATORES QUE AFETAM A POROSIDADE DAS ROCHAS
Porosidade Primária
ESFERICIDADE E ARRENDONDAMENTO DAS PARTÍCULAS
A esfericidade e o arredondamento dos grãos afetam a porosidade intergranular. Quanto maior a esfericidade e o arredondamento dos grãos, menores são os valores de porosidade.
FATORES QUE AFETAM A POROSIDADE DAS ROCHAS
Porosidade Primária
 EMPACOTAMENTO
A variação no empacotamento de partículas pode acarretar em alterações bastante significativas no valor de porosidade.
FATORES QUE AFETAM A POROSIDADE DAS ROCHAS
Porosidade Primária
Compactação
Conduz à diminuição do volume e da porosidade das rochas, isso devido ao esforço de compressão exercido por materiais superpostos.
FATORES QUE AFETAM A POROSIDADE DAS ROCHAS
Porosidade Secundária
Cimentação
A cimentação corresponde aos processos diagenéticos associados a precipitação química de diversas substâncias, que preenchem os poros de sedimentos, diminuindo os valores de porosidade nas rochas.
FATORES QUE AFETAM A POROSIDADE DAS ROCHAS
Porosidade Secundária
Dissolução
É um processo diagenético de transformações devido a percolação de fluídos associados a reações químicas que acabam dissolvendo minerais existentes ou até mesmo no cimento autígênico formado posteriormente a deposição dos sedimentos.
Fratura
Movimentação tectônica nas bacias sedimentares provocam fraturamentos, cisalhamentos das rochas, estes fenômenos geram espaços para a percolação de fluídos.
FATORES QUE AFETAM A POROSIDADE DAS ROCHAS
Porosidade Secundária
Argilominerais
Pequenas quantidades de argilas autigências (geradas no inicio da diagênese da rocha), no sedimentos quando em pouca quantidade elas se fixam em outros minerais inibindo a dissolução dos mesmos por fluídos que percolam nos poros, com isso essa dissolução dos minerais pré-existentes evita a cimentação de sílica e de carbonatos. 
Agora grandes quantidades desses argilos minerais podem se tornar prejudiciais para a porosidade das rochas, pois como eles se fixam em outros minerais pré-existentes  vão preencher todos aqueles poros, e isso vai afetar tanto a porosidade quanto a permeabilidade. 
Os principais grupos de argilominerais são caulinita, ilita e esmectitas ou montemorilonita.
FATORES QUE AFETAM A POROSIDADE DAS ROCHAS
Porosidade Secundária
FATORES QUE AFETAM A POROSIDADE DAS ROCHAS
Porosidade Secundária
POROSIDADE EM ROCHAS ÍGNEAS, METAMÓRFICAS 
E SEDIMENTARES
POROSIDADE EM ROCHAS ÍGNEAS 
POROSIDADE PRIMÁRIA
Este tipo de porosidade surge no momento de formação da rocha e reflete seu mecanismo de formação.
Nas rochas ígneas plutônicas ou vulcânicas, esta porosidade reflete a presença de fluidos (gases ou líquidos) misturados ao magma.
Nas rochas vulcânosedimentares os poros surgem em resposta a deposição de material particulado muito quente, misturado a gases, que solidifica quando esfria (piroclásticas ou tefra).
POROSIDADE EM ROCHAS ÍGNEAS 
POROSIDADE PRIMÁRIA
ÍGNEAS PLUTÔNICAS: 
A Porosidade primária em rochas ígneas plutônicas possuem valores muitos baixos ( <1%), devido totalmente a sua gênese. Neste tipo de rocha os gases e líquidos tem tempo de reagir com os silicatos, sendo absorvidos; ou de se agrupar e separar fisicamente do magma por diferença de densidade.
Granito mínimo = 0,05 % 
Máximo = 9,32 % 
Médio = 1,14 % 
* em amostras
Gabros 0,84 % 
Diabásio 1,01 % 
Sienito 0,55 % 
Diorito 0,25 % 
Quartzo - diorito 0,6 % 
POROSIDADE EM ROCHAS ÍGNEAS 
POROSIDADE PRIMÁRIA
ÍGNEAS VULCÂNICAS:
A Porosidade primária em rochas vulcânicas são muito mais abundantes devido a sua gênese de cristalização rápida, além da microporosidade este tipo de rocha também possui outras duas formas de porosidade: 
Vesículas na zona amigdalar ( topo do derrame ); 
Fraturas nas zonas de disjunção tabular ( no topo e na base ) e colunar ( meio do derrame ).
POROSIDADE EM ROCHAS ÍGNEAS 
POROSIDADE PRIMÁRIA
ÍGNEAS PIROCLÁSTICAS:
Nas rochas piroclásticas esta porosidade é ainda maior devido à natureza sedimentar de sua formação, onde uma mistura de bombas, cinzas, lápili, gazes e vapor se depositam, e devido ao calor se solidifica.
POROSIDADES EM ROCHASÍGNEAS 
POROSIDADE SECUNDÁRIA
Porosidade secundária nas rochas plutônicas e vulcânicas são mais efetivas devidos a sua atuação posterior a formação das rochas, possuindo tempo para sua formação. 
Atua em 3 formas diferentes: 
Ataque químico;
Esforços compressivos; e 
Alargamento de fissuras originais da rochas pela atuação de ataque físico.
POROSIDADE EM ROCHAS ÍGNEAS 
POROSIDADE SECUNDÁRIA
Ataque químico
Feldspato corroído pelo intemperismo químico.
Esforços compressivos
Atuação da tectônicas (fratura posterior).
POROSIDADE EM ROCHAS ÍGNEAS 
POROSIDADE SECUNDÁRIA
Alargamento de fissuras originais
Ataque físico por raízes.
Alargamento de fissuras originais
Ataque físico por gelo.
POROSIDADE EM ROCHAS METAMÓRFICAS
POROSIDADE PRIMÁRIA E SECUNDÁRIA
A porosidade primária nas rochas metamórficas é muito baixa (<1%), muito semelhantes as rochas ígneas devido gênese deste tipo de rochas que se baseia na mudança física ou mineralógica de rochas pré-existentes, se confundindo com a porosidade secundária das demais.
A porosidade secundária nas rochas metamórficas ocorre de maneira idêntica as que ocorrem nas rochas ígneas através do ataque químico e físico.
POROSIDADE EM ROCHAS SEDIMENTARES
Arenitos:
POROSIDADE EM ROCHAS SEDIMENTARES
Calcário, dolomita e argilas: 
Medidas de Densidade
Gravimétrico, empuxo
TÉCNICAS DE MEDIDAS DE DENSIDADE
E DE POROSIDADE
Medidas de Densidade
Gravimétrico, deslocamento
TÉCNICAS DE MEDIDAS DE DENSIDADE
E DE POROSIDADE
Medidas de Densidade
Picnômetro
TÉCNICAS DE MEDIDAS DE DENSIDADE
E DE POROSIDADE
Medidas de Porosidade
Método analítico direto –  “ = 1 – (Vs/V)”
Método de saturação -  “ = Vp / V”
Efetua a medição da massa de uma amostra antes e depois de submetida a uma saturação
TÉCNICAS DE MEDIDAS DE DENSIDADE
E DE POROSIDADE
Medidas de Porosidade
Método da injeção de mercúrio
Determinação de porosidade e distribuição de tamanho de poros por intrusão por mercúrio
TÉCNICAS DE MEDIDAS DE DENSIDADE
E DE POROSIDADE
TÉCNICAS DE MEDIDAS DE DENSIDADE
E DE POROSIDADE
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Esquema simplificado de funcionamento do porosímetro de mercúrio.
Medidas de Porosidade
Método ótico
TÉCNICAS DE MEDIDAS DE DENSIDADE
E DE POROSIDADE
KRETTELYS, Mateus de Godoy. Estimativa de porosidade e permeabilidade para o reservatório siliciclástico do Campo de Peregrino, Bacia de Campos. 2015. 78 f. TCC (Graduação) - Curso de Geologia, Universidade Estadual de Campinas, Campinas, 2015. Disponível em: http://www.bibliotecadigital.unicamp.br/document/?code=001038201&opt=1. Acesso em: 29 jan. 2021.
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MEDEIROS, William Bruno Barbosa de. ESTUDO DA PERMEABILIDADE DE MEIOS POROSOS COM SOLUÇÃO POLIMÉRICA. 2015. 52 f. TCC (Graduação) - Curso de Engenharia Química, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2015. Disponível em: https://monografias.ufrn.br/jspui/bitstream/123456789/1708/1/Estudodapermeabilidade_Monografia.pdf. Acesso em: 29 jan. 2021.
PRADA, Susana. PROPRIEDADES ÍNDICE E CLASSIFICAÇÃO DAS ROCHAS. Disponível em: http://www3.uma.pt/sprada/documentos/aulas/Geologia_de_Engenharia_Topografia/Teorica/PropriedadesIndiceRochas.pdf. Acesso em: 30 jan. 2021.
.________PROPRIEDADES ÍNDICE E CLASSIFICAÇÃO DAS ROCHAS. Disponível em: https://paginas.fe.up.pt/~geng/ge/apontamentos/Cap_3_GE.pdf. Acesso em: 30 jan. 2021.
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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS