Pesquisadores do laboratório de pesquisa da IBM Brasil desenvolveram uma tecnologia inédita que analisa o fluxo de líquidos, como água, petróleo e dióxido de carbono, em meios porosos, como rochas ou solo.

O IBM FlowDiscovery (FD) tem como objetivo reduzir o impacto ambiental provocado pelos mais distintos processos industriais, da extração de petróleo ao cultivo de alimentos.

Hoje, o uso ineficiente da água é um dos maiores problemas na produção de alimentos e na geração de energia. De acordo com a Organização das Nações Unidas para Agricultura e Alimentação (FAO), cerca de 6 bilhões de pessoas viverão em cidades sem abastecimento de água suficiente até 2050 se os padrões atuais de uso e gerenciamento da água permanecerem os mesmos.

A América Latina tem um papel importante nesse cenário, pois a região reúne cerca de um terço das fontes de água do planeta, mas também sofre com alto desperdício de água, principalmente devido ao uso ineficiente. De fato, um estudo do Banco Mundial afirma que o alto desperdício de água tratada e a poluição dos rios, lagos e fontes da América Latina limitam a disponibilidade de água para consumo humano, agricultura e indústria. Somente no Brasil, a cada segundo são retirados dos rios 2,3 milhões de litros de água para uso industrial.

Em relação à extração de petróleo, em todo o mundo, mais de 50% do petróleo presente nos reservatórios fica retido em capilares rochosos e não pode ser extraído. O desperdício de recursos naturais escassos pode ser drasticamente reduzido usando tecnologias adequadas.

“Esperamos que o FlowDiscovery seja amplamente utilizado para investigar problemas que envolvam o fluxo de líquidos, ajudando a limitar o uso de recursos valiosos, como a água no processo de produção industrial. O FlowDiscovery também pode possibilitar a redução do consumo de água e a otimização da retenção de água no solo na agricultura”

Mathias Steiner, pesquisador principal do projeto e gerente da IBM Brasil para tecnologia e ciência industrial

O IBM FlowDiscovery é composto por um software baseado em nuvem e com IA embarcada que simula o processo de recuperação de fluidos presos nas rochas dos reservatórios. Na prática, a tecnologia funciona em 3 etapas: na primeira, o usuário orienta o sistema de inteligência artificial na composição dos complexos fluidos que serão usados no processo. Na segunda etapa, com base em dados microscópicos de imagem, o usuário cria uma representação digital em 3D da rede de capilaridade que permitirá simular o fluxo do líquido preso e criar cenários de recuperação otimizados. Na etapa final, o usuário pode validar os resultados da simulação por computador em um dispositivo de fluxo dedicado, fornecendo validação de laboratório antes da aplicação em campo.

A tecnologia tem potencial para ser aplicada, por exemplo, na agricultura, engenharia civil e gerenciamento de recursos naturais, ajudando a indústria a otimizar o uso de água e compostos químicos e, com isso, reduzir o impacto ambiental.

As pesquisas que resultaram no FlowDiscovery começaram com a análise de amostras de rochas de reservatórios de petróleo devido à alta fração do petróleo que fica confinado em minúsculos capilares que não podem ser extraído. Em uma analogia, seria algo parecido com o que acontece com a água presa dentro de uma esponja. O mesmo acontece com o petróleo preso nas rochas.

Atualmente, o FlowDiscovery é um protótipo de pesquisa e está sendo testado pela indústria e pela academia por meio de projetos-piloto.

Parceiros estratégicos

A IBM está trabalhando com dois parceiros estratégicos para o FlowDiscovery:

A Solintec, maior fornecedora de serviços geológicos integrados para o setor de óleo e gás no Brasil, reconhecida pela IBM Research Brasil como o parceiro estratégico para o co-desenvolvimento de soluções que possibilitem a aplicação do FlowDiscovery e de técnicas avançadas no trabalho de recuperação de petróleo. O objetivo é criar e implementar um processo para o FlowDiscovery que se beneficie dos dados existentes sobre exploração de petróleo, especificamente registros de poços de petróleo e análises geológicas, para criar simulações de computador de alta precisão.

“Para um geocientista, entender a composição das rochas que formam os reservatórios de petróleo é um grande desafio. Queremos desenvolver um modelo conjunto de negócio que permitirá aplicar o FlowDiscovery no setor de Óleo e Gás. Acredito que, juntos, iremos desenvolver uma solução em escala comercial com grande potencial para transformar o processo de extração de petróleo, com impactos positivos ao meio ambiente”

Felix Gonçalves, diretor de desenvolvimento de negócios da Solintec

E no Instituto de Física de São Carlos – Universidade de São Paulo (IFSC/USP), pesquisadores estão usando o FlowDiscovery para conduzir pesquisas científicas em física de rochas digitais. A pesquisa conjunta do IFSC/USP com IBM Research combina a análise de dados experimentais com simulações avançadas de computador.

“Essa colaboração científica entre IBM e USP visa testar novos algoritmos e técnicas de análise de dados para benefícios futuros à economia brasileira, bem como promover a tão necessária colaboração entre indústria e academia”

Tito José Bonagamba , professor titular do IFSC/USP,

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Imagem: Pixabay