Relaxação assistida por gradientes para a detecção sistemática do conjunto de autofunções da difusão em meios porosos

Abstract

Em diversas aplicações do cotidiano dos seres humanos, desde a estrutura corpórea até o processo de identi cação e extração de petróleo, as propriedades chaves em meios porosos são determinadas pela geometria do espaço poroso. Para meios porosos saturados por uidos, a técnica de ressonância magnética nuclear (RMN) é de ampla utilidade paradeterminar a geometria dos poros. Como determinado por Brownstein e Tarr, os tempos de relaxação (longitudinal (T1) e transversal (T2)) medidos em RMN são os parâmetros calculados devido a autofunção de estado fundamental de um sistema que obedece à equação da difusão. Para o caso mais simples, no qual o espaço poroso consiste de poros não conectados e a difusão domina o processo de relaxação, os tempos de relaxação podem ser diretamente relacionados com a razão superfície/volume dos poros em estudo. Quando os poros estão conectados dentro de um comprimento de difusão de √DT2 ou menor, devido ao acoplamento das autofunções dos poros individuais, ocorre um deslocamento no tempo de relaxação medido (seja ele longitudinal ou transversal). Para medidas de RMN unidimensionais a determinação do nível de acoplamento das autofunções não é possível, o que resulta em uma incerteza para a rmar quando a distribuição de tempos de relaxação re ete a distribuição de tamanho de poros da amostra. Assim, o presente trabalho apresenta uma sequência de pulsos bidimensional que se utiliza de gradientes de campo magnético para determinar não apenas a autofunção de estado fundamental, mas também as de índice mais elevado, o que permite uma melhor caracterização do espaço poroso. No decorrer do trabalho serão apresentados resultados que exibem a seleção das autofunções de um determinado meio poroso em relação ao gradiente de campo magnético aplicado, ou seja, o mecanismo base para que a relação tempo de relaxação transversal e tamanho de poro seja validada. Com os resultados adquiridos, foi possível validar a calibração do equipamento utilizado bem como cada uma das sequências unidimensionais que compõem a nova técnica aqui apresentada. Tal técnica mostrou-se capaz de excitar e selecionar as autofunções da difusão tanto para meios mais simples quanto para rochas sedimentares, o que possibilita uma estimativa da distribuição de tamanho de poros para meios porosos mais simpli cados, além disso essa aplicação representa um avanço no estudo de meios porosos e abre mais discussões sobre a investigação do espectro completo de autofunções.