Instabilidades em escoamentos granulares densos

Resumo

Os meios granulares correspondem a um conjunto de partículas sólidas (grãos) e são abundantes na Terra: 20% das superfícies emersas da Terra são formadas por areia e outros fragmentos rochosos. Além disso, a produção mundial de grãos é de aproximadamente 10 bilhões de toneladas por ano e seu processamento consome aproximadamente 10% da energia utilizada no mundo. O escoamento e o transporte destes materiais, seja por simples ação da gravidade, pelo cisalhamento de uma superfície sólida, ou pelo cisalhamento de um fluido, faz parte de nosso cotidiano. Na natureza, ele está presente na erosão de margens de rios, na formação de dunas nos desertos, e na ocorrência de avalanches e deslizamentos de terra, por exemplo. Na indústria, ele está presente na extração de petróleo, em processos farmacêuticos e agroalimentares, e na dispersão de poluentes sólidos. Desta forma, um melhor conhecimento do transporte denso de grãos é fundamental para a compreensão da natureza e para o domínio de diversos processos industriais. Entretanto, embora presentes em diversos domínios científicos, estes escoamentos e suas instabilidades continuam mal compreendidos. Este plano propõe a execução de estudos teóricos e experimentais da física dos meios granulares, do escoamento denso de grãos, e das instabilidades às quais este escoamento está sujeito. Os experimentos serão realizados em diversas configurações (confinados ou livres, com ou sem escoamento de um fluido, etc.). Baseadas nos experimentos realizados e em métodos da matemática aplicada, formulações teóricas serão propostas para estes problemas. O objetivo principal será a identificação de similaridades básicas e de diferenças fundamentais de forma a se buscar a unificação de alguns modelos físicos aplicáveis a escoamentos densos de grãos. (AU)