{"id":94111,"date":"2018-10-20T11:00:40","date_gmt":"2018-10-20T14:00:40","guid":{"rendered":"https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/?p=94111"},"modified":"2018-10-19T22:03:02","modified_gmt":"2018-10-20T01:03:02","slug":"pesquisa-ajuda-a-entender-a-dinamica-de-formacao-das-dunas","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/pesquisa-ajuda-a-entender-a-dinamica-de-formacao-das-dunas\/","title":{"rendered":"Pesquisa ajuda a entender a din\u00e2mica de forma\u00e7\u00e3o das dunas"},"content":{"rendered":"

\"\"<\/a>Dunas de areia de tipo barcana \u2013 isto \u00e9, em forma de lua crescente \u2013 s\u00e3o estruturas que aparecem nos mais variados ambientes: nas praias e desertos, nos fundos dos rios e oceanos, nos interiores de tubula\u00e7\u00f5es de \u00e1gua e petr\u00f3leo, na superf\u00edcie de Marte e em outros planetas com presen\u00e7a de areia e atmosfera.<\/p>\n

Apesar das diferen\u00e7as de escala, que podem variar de 10 cent\u00edmetros no caso das dunas em meio aqu\u00e1tico a quil\u00f4metros no caso das dunas marcianas, a din\u00e2mica de forma\u00e7\u00e3o e deslocamento dessas estruturas parece ser muito semelhante.<\/p>\n

Uma pesquisa feita na Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), com\u00a0apoio da FAPESP<\/a><\/b>, ajudou a esclarecer essa din\u00e2mica no caso das dunas aqu\u00e1ticas. E os resultados obtidos poder\u00e3o contribuir, por exemplo, para a melhor compreens\u00e3o do relevo de Marte \u2013 e portanto para aumentar a probabilidade de \u00eaxito nas miss\u00f5es ao planeta vizinho \u2013 ou para otimizar fluxos e reduzir custos no escoamento de petr\u00f3leo.<\/p>\n

\u201cEssas dunas em forma de lua crescente ou de croissant s\u00e3o chamadas de barcanas, e resultam da intera\u00e7\u00e3o entre um material granular (normalmente areia) e o escoamento de um fluido (g\u00e1s ou l\u00edquido), em condi\u00e7\u00f5es de escoamento predominantemente unidirecional. Suas duas pontas apontam no sentido do escoamento do fluido\u201d, disse\u00a0Erick de Moraes Franklin<\/a><\/b>, um dos autores da pesquisa, \u00e0\u00a0Ag\u00eancia FAPESP<\/b>.<\/p>\n

O trabalho foi feito por Franklin e seu orientado, o doutorando Carlos Alvarez, e acaba de ser publicado na revista\u00a0Physical Review Letters<\/a><\/i><\/b>.<\/p>\n

A pesquisa apontou uma contradi\u00e7\u00e3o \u2013 pelo menos no caso das dunas aqu\u00e1ticas \u2013 com a hip\u00f3tese que vinha sendo adotada para explicar a origem e a movimenta\u00e7\u00e3o dessas estruturas.<\/p>\n

\u201cNosso trabalho mostrou que o surgimento das duas pontas das dunas n\u00e3o pode ser explicado pelo modelo anterior. Segundo este, o movimento da areia se daria majoritariamente no sentido longitudinal e qualquer movimento lateral dos gr\u00e3os seria devido a um mecanismo semelhante \u00e0 difus\u00e3o. A velocidade local de deslocamento da forma inicial seria ent\u00e3o inversamente proporcional \u00e0 sua altura local. Isso faria as partes laterais, e portanto mais baixas, da pilha de areia se movimentarem mais depressa, formando assim as pontas. Mas n\u00e3o foi isso que verificamos experimentalmente\u201d, disse Franklin.<\/p>\n

O que ele e Alvarez observaram, no meio l\u00edquido, foi que o movimento dos gr\u00e3os se d\u00e1 por rolamento e escorregamento, de forma circular.<\/p>\n

\u201cAs pontas s\u00e3o formadas, em grande parte, por gr\u00e3os que migram de regi\u00f5es a montante at\u00e9 a regi\u00e3o das pontas. O movimento possui um grande componente transversal, que n\u00e3o tem caracter\u00edsticas difusivas\u201d, disse Franklin.<\/p>\n

Seja uma duna barcana no fundo de um rio, que possui alguns cent\u00edmetros de comprimento e se constitui em minutos ou at\u00e9 segundos; seja uma duna barcana no deserto, que pode alcan\u00e7ar centenas de metros e leva anos para ser formada; seja uma duna barcana em Marte, que se estende por v\u00e1rios quil\u00f4metros com um tempo de forma\u00e7\u00e3o da ordem de 10 mil anos, essas estruturas obedecem \u00e0s mesmas propor\u00e7\u00f5es (rela\u00e7\u00e3o entre comprimento e altura) e seguem as mesmas leis de movimento.<\/p>\n

A altura, por exemplo, \u00e9 sempre 10 vezes menor do que o comprimento. Por isso, os resultados do estudo realizado no laborat\u00f3rio da Unicamp, com dunas de forma\u00e7\u00e3o ultrarr\u00e1pida, podem ajudar a entender a din\u00e2mica do relevo marciano: como as dunas gigantescas se formaram e como dever\u00e3o evoluir em milhares de anos.<\/p>\n

Segundo Franklin, tr\u00eas fatores atuam, de forma complementar ou contradit\u00f3ria, no processo de forma\u00e7\u00e3o e movimenta\u00e7\u00e3o de uma duna: o escoamento do fluido, a for\u00e7a gravitacional e a in\u00e9rcia dos gr\u00e3os. O escoamento do fluido arrasta os gr\u00e3os das regi\u00f5es mais baixas para as regi\u00f5es mais altas, fazendo a duna crescer.<\/p>\n

A for\u00e7a gravitacional atua no sentido oposto, puxando os gr\u00e3os para baixo e tendendo a fazer com que a duna se aplaine. A in\u00e9rcia dos gr\u00e3os \u2013 ou melhor, a diferen\u00e7a de in\u00e9rcia entre os gr\u00e3os e o fluido \u2013 determina a maneira como eles interagem com o fluido.<\/p>\n

Se a in\u00e9rcia dos gr\u00e3os \u00e9 muito maior do que a in\u00e9rcia do fluido, seu movimento se atrasa em rela\u00e7\u00e3o ao movimento do fluido. O gr\u00e3o, que deveria se depositar na crista da duna, deposita-se em uma regi\u00e3o a jusante e mais baixa.<\/p>\n

\u201cA complica\u00e7\u00e3o \u00e9 a seguinte. O fluido \u00e9 um meio cont\u00ednuo, cujo movimento pode ser descrito por equa\u00e7\u00f5es diferenciais conhecidas. Os f\u00edsicos sabem resolver isso. Por\u00e9m os gr\u00e3os comp\u00f5em um meio descont\u00ednuo. Cada duna possui bilh\u00f5es de gr\u00e3os. A escala \u00e9 exatamente esta: da ordem do bilh\u00e3o. E cada gr\u00e3o \u00e9 diferente do outro\u201d, disse Franklin.<\/p>\n

\u201c\u00c9 imposs\u00edvel, at\u00e9 o presente momento, descrever os movimentos de todos eles com uma \u00fanica equa\u00e7\u00e3o diferencial. Podemos descrever gr\u00e3o a gr\u00e3o, mas como integrar tudo depois? Por isso, h\u00e1 v\u00e1rias quest\u00f5es em aberto em rela\u00e7\u00e3o \u00e0 din\u00e2mica das dunas. Uma das quest\u00f5es \u00e9 saber por que uma pilha de gr\u00e3os, de um formato qualquer, evolui de modo a compor uma duna de tipo barcana, com forma de lua crescente. Em outras palavras, saber por que as pontas se formam\u201d, continuou.<\/p>\n

Din\u00e2mica de forma\u00e7\u00e3o<\/b><\/p>\n

Algo bem sabido \u00e9 que existem v\u00e1rios tipos de dunas. E que as dunas de tipo barcana se formam quando o movimento do fluido (o vento sobre o deserto ou o fluxo da \u00e1gua do rio, por exemplo) ocorre, em m\u00e9dia, em uma \u00fanica dire\u00e7\u00e3o e sentido. Pode haver varia\u00e7\u00f5es ocasionais. Mas, em termos estat\u00edsticos, h\u00e1 uma dire\u00e7\u00e3o e um sentido amplamente predominantes. Vistas de cima, essas dunas t\u00eam a forma da letra C. E isso significa que o fluido se movimenta da \u201cbarriga\u201d para as \u201cpontas\u201d do C. At\u00e9 aqui, nenhuma novidade.<\/p>\n

A novidade trazida pelo estudo diz respeito \u00e0 din\u00e2mica de forma\u00e7\u00e3o das pontas. O modelo anterior supunha que cada gr\u00e3o se deslocasse como um proj\u00e9til, descrevendo uma par\u00e1bola do plano vertical, na dire\u00e7\u00e3o do fluido. Com um movimento unidirecional, as partes mais baixas possuem maior celeridade, pois esta \u00e9 inversamente proporcional \u00e0 altura local. E assim seriam formadas as pontas. Mas a pesquisa experimental realizada na Unicamp mostrou que, ao menos na \u00e1gua, n\u00e3o \u00e9 isso que acontece.<\/p>\n

\u201cO que fizemos foi montar um experimento, com gr\u00e3os de vidro sob um fluxo de \u00e1gua turbulento. Utilizando uma c\u00e2mera de alta velocidade, capaz de registrar cerca de mil imagens por segundo, filmamos, de cima, o deslocamento da pilha, obtendo uma enorme quantidade de imagens\u201d, disse Franklin.<\/p>\n

\u201cA etapa seguinte foi criar um programa de computador, capaz de abrir imagem por imagem, e identificar cada part\u00edcula que havia se movido. Monitorando os gr\u00e3os, determinamos quais haviam formado pontas e que trajet\u00f3rias haviam seguido. Descobrimos que os gr\u00e3os n\u00e3o tinham um movimento unidirecional, como se supunha. A maioria deles contornou a pilha inicial, em um movimento de tipo circular, formando as pontas\u201d, afirmou.<\/p>\n

O pesquisador enfatizou que a descoberta feita por ele e seu aluno vale para dunas formadas no meio l\u00edquido, mas n\u00e3o necessariamente para dunas formadas em meio gasoso. A explica\u00e7\u00e3o f\u00edsica para essa poss\u00edvel diferen\u00e7a \u00e9 simples e interessante, como demonstrou Franklin.<\/p>\n

\u201cO modelo anterior era baseado em dunas e\u00f3licas, principalmente dunas de desertos. A densidade do ar \u00e9 de um quilograma por metro c\u00fabico (1 kg\/m3<\/sup>), aproximadamente. A densidade do gr\u00e3o de areia \u00e9 de 2500 quilogramas por metro c\u00fabico (2500 kg\/m3<\/sup>). Ou seja, uma diferen\u00e7a de grandeza da ordem de 103<\/sup>. Isso significa que, para deslocar um gr\u00e3o de areia no deserto, o ar precisa ter uma velocidade muito alta. T\u00e3o alta que, quando desloca o gr\u00e3o, este \u00e9 lan\u00e7ado como um proj\u00e9til, em uma trajet\u00f3ria bal\u00edstica\u201d, disse Franklin.<\/p>\n

\u201cO gr\u00e3o sobe a mais ou menos 1 metro de altura e descreve uma curva parab\u00f3lica. A dire\u00e7\u00e3o do voo \u00e9 a dire\u00e7\u00e3o principal do escoamento. Ent\u00e3o, o movimento de conjunto \u00e9 realmente unidirecional. Mas a \u00e1gua \u00e9 mil vezes mais densa do que o ar (1000 kg\/m3<\/sup>). Portanto, da mesma ordem de grandeza do gr\u00e3o de areia. Assim, pode deslocar o gr\u00e3o com velocidade muito menor. E, ao faz\u00ea-lo, o gr\u00e3o segue aproximadamente o movimento da \u00e1gua. Como ela contorna a pilha em movimento circular, os gr\u00e3os fazem o mesmo\u201d, explicou.<\/p>\n

Conforme o pesquisador, o experimento mostrou que o modelo anterior, que vinha sendo admitido como uma verdade absoluta, n\u00e3o se aplica a todos os casos.<\/p>\n

\u201cIsso abre toda uma discuss\u00e3o a respeito do fen\u00f4meno. Experimentos precisar\u00e3o ser feitos com dunas e\u00f3licas, para confirmar se, neste caso, o modelo anterior realmente se aplica. Pode ser que sim, mas tamb\u00e9m pode ser que n\u00e3o. E h\u00e1 um grande interesse no assunto devido \u00e0s miss\u00f5es a Marte. Uma pequena diferen\u00e7a de uma duna marciana em rela\u00e7\u00e3o \u00e0s outras pode, eventualmente, sinalizar que a regi\u00e3o da duna j\u00e1 tenha tido \u00e1gua no passado\u201d, disse.<\/p>\n

Al\u00e9m dessas poss\u00edveis aplica\u00e7\u00f5es de longo alcance, a pesquisa tem uma aplica\u00e7\u00e3o muito mais imediata no caso do bombeamento de petr\u00f3leo. Devido ao fato de que grande parte do petr\u00f3leo \u00e9 extra\u00edda junto com areia e \u00e1gua, dunas de tipo barcana se formam dentro dos tubos. E retardam o escoamento. O que significa aumento de custos. Al\u00e9m disso, a areia se concentra em alguns lugares. E depois fica muito dif\u00edcil de ser removida. Entender bem a din\u00e2mica de forma\u00e7\u00e3o das dunas \u00e9 imprescind\u00edvel para resolver o problema.<\/p>\n

Acompanhe, em v\u00eddeos produzidos pelos pesquisadores, como a duna subaqu\u00e1tica se forma:\u00a0www.fem.unicamp.br\/~franklin\/movies_dunes.html<\/a><\/b>.<\/p>\n

Outros artigos associados a dunas do tipo barcana est\u00e3o dispon\u00edveis em:\u00a0www.fem.unicamp.br\/~franklin\/publications.html<\/a><\/b>.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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