Microtomografia de raios X revela processos hidrogeológicos na escala dos poros

Revisão de 93 estudos mostra como avanços tecnológicos ampliaram as aplicações da técnica em meios porosos e fraturados

Julia Picolo

Lívia Freitas apresentando pôster no XXIV CABAS (Fonte: Lívia Freitas)

Visualizar em três dimensões o interior de solos e rochas, sem destruir as amostras, permite investigar fenômenos que antes eram difíceis de observar. Essa é uma das possibilidades da microtomografia de raios X (µCT), tema apresentado por Lívia Freitas, integrante do Projeto SACRE, no XXIV Congresso Brasileiro de Águas Subterrâneas. “Muitas pessoas ainda não conheciam a técnica e ficaram muito interessadas nas possibilidades que ela oferece”, conta a pesquisadora.

A compreensão dos processos hidrogeológicos depende tanto de observações de campo quanto do conhecimento das propriedades do meio aquífero. Parte dos fenômenos que controlam o fluxo de fluidos e as transformações hidrogeoquímicas, porém, ocorre em escalas muito pequenas e é influenciada pelas diferenças entre os poros. É nessa escala que a microtomografia oferece uma nova janela de observação.

A técnica registra uma sequência de imagens de raios X da amostra em diferentes ângulos. Em seguida, o computador combina essas projeções para reconstruir um modelo tridimensional de alta resolução, sem destruir o material analisado.

“O desenvolvimento de sistemas baseados em luz síncrotron ampliou o potencial da técnica, principalmente pela alta resolução espacial, pelo maior contraste e pela possibilidade de realizar experimentos dinâmicos, em 4D”, explica Lívia. Nesse tipo de análise, sucessivas imagens tridimensionais permitem acompanhar mudanças na amostra ao longo do tempo e observar fenômenos como deslocamento de fluidos, transporte de contaminantes e movimento de nanopartículas reativas no interior dos poros.

Para mapear a evolução e as aplicações da tecnologia, os pesquisadores fizeram uma busca estruturada na literatura, combinando o termo “microtomografia” com palavras como “hidrogeologia”, “aquífero” e “água subterrânea”. A busca inicial identificou 814 publicações; após a seleção, 93 estudos de caso foram analisados.

A revisão mostrou que solos e areias foram os materiais mais investigados, presentes em 32% dos estudos, seguidos por rochas carbonáticas (29%), arenitos (18%) e meios sintéticos (16%). Também foi identificada uma mudança de foco ao longo do tempo. Entre 1990 e 2015, predominavam trabalhos voltados à descrição da rede de poros e à medição de propriedades físicas, como a porosidade. A partir de 2015, cresceram as pesquisas sobre parâmetros hidráulicos, experimentos dinâmicos e nanorremediação.

“A técnica ainda está distante de aplicações rotineiras no mercado, mas tem grande potencial para a hidrogeologia”.

Dados e informações retirados da apresentação e resumo:  Como a Microtomografia de Raios X tem contribuído para a Compreensão da Estrutura e Processos Aquíferos?