Jornal de Hidrogeologia e Engenharia Hidrológica

Método in-situ para determinar a condutividade térmica do solo em locais utilizando a monitorização térmica para quantificar o esgotamento da zona de origem natural

Poonam R Kulkarni*, Grayson C Uhlir, Charles J Newell, Kenneth L Walker e Thomas E McHugh

Nos locais de libertação de petróleo, as taxas de esgotamento da zona de origem natural (NSZD) podem ser calculadas com base nos gradientes verticais de temperatura medidos acima e abaixo da zona de oxidação do metano, se a condutividade térmica (KT) dos solos for conhecida. A prática corrente é normalmente estimar a condutividade térmica utilizando valores da literatura baseados no tipo de solo, ou menos frequentemente, utilizando um instrumento aplicado ex-situ a núcleos de solo trazidos à superfície. O primeiro método não é específico do local, enquanto o segundo método resulta numa medição única que pode ser variável e imprecisa. Neste estudo foi aplicado um método in-situ para calcular a condutividade térmica do solo com base na mudança sazonal das temperaturas do solo [6]. Este método requer pelo menos quatro estações completas (um ano) de dados de temperatura de alta frequência (por exemplo, diários) recolhidos para medir as taxas de NSZD, dados que são normalmente recolhidos em muitos locais de monitorização térmica de NSZD. Quando aplicados em quatro locais em dois locais, os valores de condutividade térmica obtidos através deste método in-situ foram comparáveis ​​aos valores da literatura e menos variáveis ​​do que as medições de condutividade térmica ex-situ. No geral, o método in-situ produziu valores de condutividade térmica para os quatro locais e vários intervalos de profundidade entre 0,30 e 1,37 W/mK na zona vadosa e 1,25 a 1,94 W/mK para locais na franja capilar ou zona saturada, à semelhança de valores estimados pela literatura. O método in-situ não pareceu ser fiável quando se utilizaram dados de temperatura de profundidades muito baixas (<0,6 m) devido a sinais de temperatura altamente variáveis, ou de profundidades abaixo de 7,3 e 5,8 m bgs para o Local A e o Local B, respetivamente. devido às variações atenuadas de temperatura (amplitude de 0,5 °C) abaixo destas profundidades. Este método in-situ parece ser uma alternativa útil às medições ex-situ ou às estimativas da literatura. Além disso, o método in situ pode ser utilizado para rastrear alterações na condutividade térmica que podem ocorrer de ano para ano devido a alterações no teor de humidade do solo.