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Darcy (unidad)

El darcy (o unidad darcy ) y el milidarcy (md o mD) son unidades de permeabilidad , llamadas así en honor a Henry Darcy . No son unidades del SI , pero se utilizan ampliamente en ingeniería petrolera y geología . La unidad también se ha utilizado en biofísica y biomecánica, donde se examina el flujo de fluidos como la sangre a través de lechos capilares y el líquido cefalorraquídeo a través del espacio intersticial del cerebro. [1] Un darcy tiene dimensiones de longitud 2 .

Definición

La permeabilidad mide la capacidad de los fluidos para fluir a través de una roca (u otro medio poroso). La ley de Darcy se define mediante la ley de Darcy , que se puede escribir como:

dónde:

El darcy se refiere a una mezcla de sistemas unitarios. Un medio con una permeabilidad de 1 darcy permite un flujo de 1 cm 3 /s de un fluido con una viscosidad de 1  cP (1  mPa·s ) bajo un gradiente de presión de 1 atm/cm que actúa sobre un área de 1 cm 2 .

Los valores típicos de permeabilidad varían desde 100.000 darcys para la grava hasta menos de 0,01 microdarcys para el granito. La arena tiene una permeabilidad de aproximadamente 1 darcy. [2]

La permeabilidad tisular, cuya medición in vivo todavía está en sus inicios, se encuentra en algún lugar en el rango de 0,01 a 100 darcy. [1]

Origen

El darcy recibe su nombre de Henry Darcy . [1] La permeabilidad de las rocas generalmente se expresa en milidarcys (md) porque las rocas que albergan acumulaciones de hidrocarburos o agua suelen presentar una permeabilidad que varía entre 5 y 500 md.

La extraña combinación de unidades proviene de los estudios originales de Darcy sobre el flujo de agua a través de columnas de arena. El agua tiene una viscosidad de 1,0019 cP aproximadamente a temperatura ambiente.

La abreviatura de unidad "d" no se escribe con mayúscula (contrariamente al uso que se hace en la industria). [ Aclaración necesaria ] La Asociación Estadounidense de Geólogos del Petróleo [3] utiliza las siguientes abreviaturas de unidad y gramática en sus publicaciones:

Conversiones

Convertido a unidades del SI , 1 darcy equivale a9,869 233 × 10 −13  m 2 o 0,9869233  μm 2 . [4] Esta conversión se suele aproximar a 1 μm 2 . Este es el recíproco de 1,013250, el factor de conversión de atmósferas a bares . [1]

En el ámbito de la hidrología, la permeabilidad del suelo o de la roca también puede definirse como el flujo de agua bajo presión hidrostática (≈ 0,1 bar/m) a una temperatura de 20 °C. En esta situación específica, 1 darcy equivale a 0,831 m/día. [5]

Referencias

  1. ^ abcd Sowinski, Damian (enero de 2021). "Poroelasticidad como modelo de la estructura de los tejidos blandos: reconstrucción de la permeabilidad hidráulica para la elastografía por resonancia magnética in silico". Frontiers in Physics . 8 : 637. arXiv : 2012.03993 . Bibcode :2021FrP.....8..637S. doi : 10.3389/fphy.2020.617582 . PMC  9635531 . PMID  36340954.
  2. ^ Peter C. Lichtner, Carl I. Steefel, Eric H. Oelkers, Transporte reactivo en medios porosos , Mineralogical Society of America, 1996, ISBN 0-939950-42-1 , pág. 5. 
  3. ^ "Guías de estilo de la Asociación Estadounidense de Geólogos del Petróleo" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 9 de agosto de 2011.
  4. ^ El sistema métrico de unidades del SI y el estándar métrico SPE (PDF) (2.ª ed.). Sociedad de Ingenieros Petroleros . Junio ​​de 1984 [Publicado por primera vez en 1982].
  5. ^ KN Duggal, JP Soni: Elementos de ingeniería de recursos hídricos. Editorial New Age International, 1996, pág. 270