Homenagem - Prof. Dan Marchesin

Dan Marchesin. Nascido em Bucareste, Romênia (1947), e criado na Itália antes de se mudar para o Rio de Janeiro em 1956, Dan Marchesin é um destacado pesquisador do IMPA e Bolsista de Produtividade em Pesquisa do CNPq nível SR (Currículo Lattes). É doutor pelo Courant Institute of Mathematical Sciences (1978), onde foi orientado por James Glimm. Com formação original em física matemática, migrou para a dinâmica dos fluidos durante estágios de pesquisa na Rockefeller University e na NASA/Goddard. Sua pesquisa se concentra na teoria qualitativa de leis de conservação e em sua aplicação ao escoamento em meios porosos, tema fundamental para a recuperação avançada de petróleo e para a mitigação das mudanças climáticas. Ao longo de uma carreira prolífica, publicou mais de 120 artigos internacionais, orientou 22 teses de doutorado e fundou o Laboratório de Dinâmica dos Fluidos (FLUID) do IMPA. Marchesin é membro da Academia Brasileira de Ciências (ABC) e da The World Academy of Sciences (TWAS), e foi agraciado com a Grã-Cruz da Ordem Nacional do Mérito Científico. Fellow da SIAM e membro fundador da InterPore Brasil, sua curiosidade intelectual diversificada também se estende a contribuições em magnetocardiografia e epidemiologia matemática.

Justificativa de Mérito: Homenagem Especial ao Prof. Dan Marchesin

O Comitê Organizador do Capítulo Brasil da InterPore, em conjunto com seu Comitê Científico, apresenta os fundamentos formais da distinta e merecida homenagem a ser concedida ao Professor Dan Marchesin durante a 9ª Conferência Nacional, no CBPF, Rio de Janeiro, em agosto de 2026. A decisão unânime deste Comitê reflete o reconhecimento de uma trajetória singular, que une o rigor da matemática pura à resolução prática de problemas da engenharia de reservatórios. O trabalho do Professor Marchesin é um marco na teoria qualitativa de leis de conservação; suas investigações sobre a estrutura das soluções fundamentais em escoamentos trifásicos, superando impasses históricos relacionados à ressonância não linear, possibilitaram uma modelagem sem precedentes para meios porosos. Esse conjunto de trabalhos técnicos constitui a base para avanços na Recuperação Avançada de Petróleo (EOR) e nas estratégias contemporâneas de sequestro de carbono, alinhando a ciência brasileira à vanguarda da InterPore International. Como fundador do Laboratório de Dinâmica dos Fluidos (FLUID) do IMPA, o Professor Marchesin estabeleceu um centro de excelência que transcende as fronteiras acadêmicas. Sua liderança foi fundamental na formação de uma rede nacional de pesquisadores, consolidada pela orientação de 22 teses de doutorado e de numerosos pós-doutorandos que hoje ocupam posições de destaque nos setores científico e industrial. Além disso, a solidez da InterPore Brasil é, em grande parte, fruto de sua visão. Ao liderar a organização da 1ª Conferência InterPore no Brasil, em 2014, ele não apenas conectou os pesquisadores brasileiros à rede global, como também lançou as bases para a criação deste Capítulo. O 19º Encontro Anual da InterPore, em 2027, a ser realizado no Rio de Janeiro, representa o coroamento de um processo de internacionalização iniciado sob sua orientação. O Comitê destaca ainda elementos centrais que fundamentam esta homenagem, como sua gestão estratégica do programa ANP PRH-32 entre 1999 e 2019. Por duas décadas, sua liderança no IMPA funcionou como motor de inovação na interface entre a matemática aplicada e o setor de petróleo e gás, assegurando a soberania técnica do Brasil em fenômenos complexos de escoamento. Sua produção prolífica, com mais de 120 artigos, caracteriza-se pela publicação recorrente em periódicos rigorosos e de alto impacto na área de meios porosos, tornando seus trabalhos referências essenciais que traduzem conceitos matemáticos abstratos em soluções físicas de prestígio internacional. Como membro fundador do Capítulo Brasil da InterPore, o Professor Dan Marchesin personifica a missão da nossa sociedade. Membro da Academia Brasileira de Ciências e da TWAS, agraciado com a Grã-Cruz da Ordem Nacional do Mérito Científico e Fellow reconhecido da SIAM, Dan Marchesin é mais do que um pesquisador de renome internacional: é um paradigma de integridade intelectual e uma figura profundamente humana para seus alunos e colaboradores.

Palestrantes

Dr. José Soares de Andrade Jr. - UFC

Minibiografia: José Soares de Andrade Jr. é Professor Titular de Física da Universidade Federal do Ceará, em Fortaleza, e membro da Academia Brasileira de Ciências. Foi Pesquisador Visitante na Boston University e Professor Visitante (Gastprofessor) no ETH, na Suíça. Seus principais interesses de pesquisa estão nas áreas de Física Estatística, Física Computacional e Sistemas Complexos, com ênfase em redes complexas, teoria da percolação, fenômenos críticos e transições de fase, fenômenos de transporte em sistemas irregulares e desordenados, dinâmica dos fluidos computacional, fisiologia pulmonar e ciência das cidades.

Assinaturas Morfológicas e de Física Estatística de Regimes Estacionários de Escoamento Bifásico em Meios Porosos Desordenados

Resumo: O deslocamento imiscível em meios porosos desordenados exibe uma ampla variedade de morfologias interfaciais, cujo surgimento reflete a complexa interação entre forças viscosas, capilares e inerciais. No entanto, compreender como a morfologia do espaço poroso e a organização interfacial coletiva moldam o escoamento bifásico estacionário continua sendo um desafio científico. Neste trabalho, realizamos simulações numéricas diretas das equações de Navier-Stokes em uma matriz porosa desordenada com condições de contorno periódicas, permitindo um escoamento bifásico estatisticamente estacionário ao longo de várias décadas dos números Capilar (Ca) e de Forchheimer (Fo). Identificamos três morfologias estacionárias robustas, a saber, bolhas, faixas e escoamentos mistos, que se organizam em um diagrama de regimes compacto (Fo, Ca) com transições reprodutíveis. Apesar dessas reorganizações morfológicas acentuadas, o transporte macroscópico varia de forma suave: os regimes de faixas e de escoamento misto seguem uma relação velocidade-forçamento do tipo Forchheimer, enquanto os regimes de bolhas se desviam sistematicamente devido à recirculação e à conectividade reduzida. Para caracterizar a organização coletiva subjacente a essas morfologias, aplicamos um coarse-graining às configurações de escoamento, convertendo-as em campos binários, e inferimos modelos de máxima entropia de pares (do tipo Ising). Em todo o espaço de controle, os Hamiltonianos inferidos reproduzem as estatísticas de primeira e segunda ordem impostas e, além disso, próximo às transições morfológicas, preveem com precisão correlações de ordem superior que não foram utilizadas na inferência. A sondagem termodinâmica dos modelos inferidos próximo a essas transições revela deslocamentos sistemáticos na distância efetiva à criticalidade, sugerindo que as transições morfológicas são acompanhadas por uma reorganização substancial da estrutura de interações subjacente. Em conjunto, o mapa de regimes hidrodinâmicos e a representação de máxima entropia estabelecem um arcabouço unificado e adimensional que relaciona morfologia do espaço poroso, organização interfacial, transporte macroscópico e estrutura coletiva em escoamentos bifásicos estacionários em meios porosos.

Dr. Matthias Appel - Shell

Minibiografia: Matthias é Cientista-Chefe de Ciências e Engenharia Geológicas da Shell, onde ingressou em 1997, após experiência anterior na Exxon. Ao longo de sua carreira, dedicou-se ao desenvolvimento de tecnologias para caracterização de reservatórios e Petrofísica. Sua trajetória abrange funções em pesquisa, gestão de pesquisa em Houston e Amsterdã e petrofísica operacional. É reconhecido internacionalmente como especialista em análise de testemunhos e em tecnologias de ressonância magnética, demonstrando grande perspicácia científica para identificar e influenciar tendências tecnológicas na indústria e na academia relacionadas à caracterização de materiais porosos. Colabora ativamente com parceiros acadêmicos e comerciais nos EUA, no Reino Unido e no Brasil, desempenhando papel central no desenvolvimento de competências técnicas para aprimorar a previsão das propriedades de transporte de fluidos em poros. É doutor em Física pela Universidade de Leipzig e ocupa cargos de liderança em diversas sociedades profissionais internacionais.

A Promessa do Hidrogênio Geológico como Fonte de Energia Emergente

Resumo: O hidrogênio geológico surgiu recentemente como uma adição potencialmente transformadora ao portfólio energético do futuro. Diferentemente do hidrogênio convencional, produzido por processos industriais como a eletrólise ou a reforma a vapor do metano, o hidrogênio geológico é gerado naturalmente em subsuperfície por meio de diversos processos geoquímicos e geológicos, incluindo serpentinização, reações água-rocha, radiólise e desgaseificação do manto. Esta apresentação oferece uma visão geral dos princípios científicos que regem a geração, a migração, a acumulação e a preservação do hidrogênio na crosta terrestre. São revisados os contextos geológicos que podem abrigar acumulações de hidrogênio, discutidos os desafios técnicos atuais e examinadas as incertezas associadas à avaliação de recursos e à produção comercial. A apresentação também avalia o potencial papel do hidrogênio geológico como fonte de energia de baixo carbono e compara sua pegada ambiental com a de outras rotas de produção de hidrogênio.

Dr. Nuno Araújo - Universidade de Lisboa

Minibiografia: Nuno Araújo (Braga, 1981) é Professor Catedrático do Departamento de Física da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa. Doutorou-se em Física em 2009 pela Universidade do Minho (Portugal), com um período de pesquisa no Los Alamos National Laboratory (EUA). Em seguida, mudou-se para o ETH Zürich (Suíça), onde atuou como pesquisador de pós-doutorado no grupo do Prof. Hans Herrmann por três anos, seguidos de mais dois anos como pesquisador sênior. Em 2014, retornou a Portugal como Investigador Principal financiado pela Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT). Obteve sua agregação (habilitação) em Física em 2017 pela Universidade de Lisboa, onde foi nomeado Professor Auxiliar em 2016, Professor Associado em 2021 e Professor Catedrático em 2024. Sua pesquisa é realizada no Centro de Física Teórica e Computacional e se concentra em física fora do equilíbrio, com ênfase em matéria ativa, materiais granulares e sistemas de origami/kirigami em microescala. É coautor de mais de 100 publicações em periódicos de destaque, como Nature Communications, Science Advances, Proceedings of the National Academy of Sciences (EUA), Physical Review Letters e Physical Review E, e é palestrante convidado frequente em conferências internacionais. Também atua ativamente em transferência de conhecimento e inovação. É editor da Physical Review E (American Physical Society), consultor da Agência Espacial Europeia (ESA) e Vice-Presidente da Associação Portuguesa de Ciência de Dados.

Transporte em Meios Porosos: Da Vida de Prateleira à Extração de Café

Resumo: Muitos produtos industriais dependem de materiais porosos cujo desempenho é governado pelo transporte de fluidos, umidade e compostos dissolvidos. Prever como processos de transporte microscópicos se traduzem em propriedades macroscópicas do produto continua sendo um grande desafio, especialmente quando os experimentos são caros e demorados. Nesta palestra, apresentarei dois exemplos do setor de alimentos em que experimentos e simulações baseadas em física são combinados para enfrentar esse desafio. O primeiro trata da estabilidade de pós alimentícios amorfos, em que o transporte de umidade e a sinterização das partículas determinam o início do empedramento e, em última instância, a vida de prateleira do produto. O segundo aborda a extração de café, em que o escoamento de fluido e a transferência de massa através de um meio poroso controlam a extração e a retenção de compostos de sabor. Em conjunto, esses exemplos ilustram como a física de meios porosos pode conectar mecanismos em escala de poro ao desempenho do produto, permitindo a previsão e a otimização de processos industriais.

Dr. Pedro Tupã Pandava Aum - UFPA

Minibiografia: Pedro Tupã Pandava Aum é professor do Departamento de Engenharia da Universidade Federal do Pará (UFPA) e docente permanente dos Programas de Pós-Graduação em Engenharia Química e em Geofísica. É bacharel em Engenharia Química e doutor em Ciência e Engenharia de Petróleo, ambos pela Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN). Possui mais de nove anos de experiência na indústria em perfuração e completação de poços, fluidos de perfuração, estimulação de poços e controle de areia. É Membro Afiliado da Academia Brasileira de Ciências e Bolsista de Produtividade em Pesquisa do CNPq. Sua pesquisa se concentra em escoamento reativo em meios porosos e na caracterização fluido-rocha por meio de petrofísica e imageamento por microtomografia de raios X (microCT), integrando técnicas experimentais com modelagem numérica.

Influência do Tamanho da Amostra no Upscaling de Experimentos Laboratoriais de Acidificação de Carbonatos

Resumo: O desempenho da acidificação de matriz em carbonatos é comumente avaliado por meio de experimentos laboratoriais de deslocamento em testemunhos (coreflooding), nos quais o volume poroso até a ruptura (PVBT) é utilizado como indicador da eficiência da estimulação. No entanto, o PVBT é fortemente influenciado pela geometria do testemunho, o que limita sua aplicabilidade direta na previsão das propriedades próximas ao poço e do skin pós-acidificação em escala de campo. Este trabalho investiga como as dimensões da amostra afetam o PVBT e como essas dependências geométricas se propagam durante o upscaling. Inicialmente, foram realizados experimentos de acidificação com HCl a 15% em massa, a 45 °C, em amostras carbonáticas com diâmetros de 1, 1,5 e 3 polegadas, mantendo uma razão de aspecto fixa L/D = 2, com velocidades intersticiais variando de 0,1 a 3 cm min⁻¹. Os resultados mostram uma redução sistemática do PVBT com o aumento do diâmetro e do comprimento do plugue, aproximando-se de um regime assintótico representativo de volumes amostrais maiores. Para estender a análise além das limitações laboratoriais, foram geradas curvas sintéticas de PVBT com um modelo mecanístico de dissolução para amostras de até 12 polegadas de diâmetro e comprimento. As simulações indicam um deslocamento progressivo para a direita da velocidade intersticial ótima à medida que o volume da amostra aumenta. Os valores ótimos de PVBT correspondentes foram então incorporados a um arcabouço semiempírico de upscaling para inferir o raio equivalente de wormhole e o skin pós-acidificação. O skin obtido no upscaling apresenta uma dependência robusta em lei de potência com o volume da amostra, indicando que plugues pequenos subestimam sistematicamente a estimulação alcançável em escalas maiores.

Dr. Tito José Bonagamba - USP

Minibiografia: É professor titular de Física do Instituto de Física de São Carlos da Universidade de São Paulo (IFSC/USP), com experiência em ressonância magnética nuclear (RMN), física da matéria condensada, computação quântica e instrumentação. Realizou pós-doutorado nos EUA, atuou como professor visitante na Europa e colabora com a indústria em pesquisa e inovação. Membro das Academias de Ciências da América Latina e do Estado de São Paulo, foi Diretor do IFSC/USP (2014-2018) e, posteriormente, coordenou o Centro de Inovação da USP em São Carlos (2022-2026).

Reservatórios de Petróleo e CO₂: Contribuições da RMN e da microCT

Resumo: Este trabalho apresenta o desenvolvimento de instrumentação de Ressonância Magnética Nuclear (RMN) personalizada, de software de processamento de sinais e de um simulador experimental para aprimorar a interpretação de dados de perfilagem a cabo (wireline) e de perfilagem durante a perfuração (LWD) na indústria do petróleo. Para aprimorar a análise de relaxação por RMN por meio do modelo de Brownstein-Tarr, integra-se a Microtomografia de Raios X 3D (microCT), apoiada por imageamento de alta resolução da fonte de luz síncrotron Sirius, para determinar com precisão o tamanho de poros e a relaxatividade superficial. A partir dessa metodologia combinada de RMN e microCT, a pesquisa vai além da exploração tradicional de petróleo para avaliar a viabilidade de reservatórios para o sequestro geológico de CO₂. Detalhamos o hardware de RMN recém-desenvolvido e destacamos as correlações entre os dados de RMN e de microCT, demonstrando técnicas avançadas de caracterização de reservatórios que apoiam tanto a exploração energética quanto a sustentabilidade ambiental.

Dr. Geraldo Roberto Carvalho Cernicchiaro - CBPF

Minibiografia: Geraldo Cernicchiaro é doutor em Física pela Université de Grenoble (França), com pesquisa desenvolvida no Centre de Recherche sur les Très Basses Températures (CRTBT-CNRS). É mestre em Engenharia Eletrônica pela University of Nottingham (Reino Unido) e graduado em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal Fluminense (UFF). Coordena o Laboratório de Instrumentação e Medidas e o Laboratório de Magnetometria SQUID/PPMS do CBPF. Com ampla experiência em Instrumentação Científica e Física Aplicada, seu trabalho se concentra em sistemas de medição, automação, sensores, magnetometria e física experimental. O Dr. Cernicchiaro é titular do único contrato de transferência de tecnologia no âmbito do Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (MCTI) relacionado ao SoloFlux, um inovador medidor de permeabilidade do solo.

Conectando Teoria de Meios Porosos, Medições Experimentais e Transferência de Tecnologia

Resumo: A condutividade hidráulica saturada de campo (Kfs) é um parâmetro fundamental que condiciona o escoamento de água em meios porosos, influenciando diretamente a compreensão e a modelagem de processos hidrológicos, como recarga de aquíferos, eficiência de irrigação, transporte de contaminantes, conservação do solo e manejo da água na agricultura. Apesar de seu papel fundamental em estudos teóricos e aplicados, a obtenção de dados confiáveis de condutividade hidráulica in situ continua sendo um desafio, devido à complexidade, ao custo e à natureza trabalhosa das técnicas de medição convencionais. Consequentemente, a escassez de dados de campo de alta qualidade frequentemente limita a validação e o refinamento de modelos hidrológicos e de escoamento em meios porosos. Este trabalho apresenta os resultados de uma colaboração interdisciplinar envolvendo o Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas (CBPF), a Embrapa Solos e a Falker Automação Agrícola Ltda., que resultou no desenvolvimento, patenteamento, produção industrial e comercialização internacional de um permeâmetro digital automatizado para medições de condutividade hidráulica in situ. A iniciativa teve origem em pesquisas científicas conduzidas em conjunto pelo CBPF e pela Embrapa Solos, que combinaram competências em instrumentação, sistemas de medição, física do solo e hidrologia. O protótipo resultante evoluiu para um projeto de transferência de tecnologia que integrou sensoriamento avançado, controle automatizado, projeto hidráulico, aquisição de dados e metodologias de análise. O projeto culminou na assinatura do primeiro acordo de transferência de tecnologia do CBPF, viabilizando a produção em escala industrial do sistema SoloFlux. O instrumento representa um avanço significativo na caracterização de meios porosos ao automatizar os procedimentos de medição, reduzir a dependência do operador, melhorar a repetibilidade e ampliar a disponibilidade de dados de campo confiáveis. Além de determinar a condutividade hidráulica saturada de campo em regime permanente, o sistema permite a aquisição de dados de escoamento transiente, oferecendo informações adicionais sobre as interações solo-água e a dinâmica do escoamento. A relevância científica mais ampla desse desenvolvimento está em sua contribuição para a ampla disponibilidade de medições confiáveis de condutividade hidráulica in situ. Ao reduzir barreiras operacionais e ampliar o acesso a dados in situ precisos, a tecnologia favorece a geração de conjuntos de dados maiores e mais representativos para diferentes tipos de solo e condições ambientais. Esses conjuntos de dados são essenciais para aprimorar as descrições teóricas do escoamento em meios porosos, calibrar modelos numéricos e reduzir incertezas em aplicações ambientais e agrícolas. Este estudo de caso apresenta um modelo bem-sucedido de colaboração entre uma instituição de pesquisa em física, uma organização de pesquisa agropecuária e um parceiro industrial, demonstrando como essas parcerias podem transformar conhecimento científico em soluções tecnológicas práticas. Essa abordagem gera impacto social e, ao mesmo tempo, fortalece as bases experimentais necessárias para os avanços na ciência de meios porosos.

Dra. Juliana Façanha - Shell

Minibiografia: Juliana é Líder do Programa de Química de Produção na divisão de Tecnologia da Shell Brasil. Atua em projetos de inovação voltados à solução de problemas integrados envolvendo Química de Produção, Aumento do Fator de Recuperação e Garantia de Escoamento. Ao longo de sua carreira, acumulou experiência no desenvolvimento e na execução de estudos experimentais, incluindo a avaliação da formação de espuma em meios porosos e da injeção de água de baixa salinidade, contribuindo para a redução de incertezas e a mitigação de riscos na aplicação dessas tecnologias. Atualmente, lidera a integração com parceiros de pesquisa, com foco na aplicação dos resultados a desafios operacionais e no avanço de tecnologias voltadas ao aumento do fator de recuperação em campos com injeção de água e gás.

Transformando Problemas em Soluções Integradas

Resumo: A tecnologia diferenciada é central para gerar valor na indústria de energia. Os projetos de maior impacto começam com um problema que vale a pena resolver, ou seja, um problema que expõe pontos críticos do negócio em um dado momento ou que revela riscos e questões ainda não identificados. Esta palestra apresenta um arcabouço integrado no qual as questões de P&D se fundamentam em uma compreensão em camadas desses problemas, com o objetivo de entregar soluções integradas para clientes e partes interessadas estratégicos, gerando impacto mensurável.

Dr. Bernardo Fraga - CBPF

Minibiografia: O Dr. Bernardo Fraga é pesquisador do Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas (CBPF) e membro do laboratório AI4PHYSICS. Com formação original em astrofísica, trabalha na aplicação de inteligência artificial a sistemas físicos com uso intensivo de dados. Sua pesquisa atual se concentra em IA para petróleo e gás, incluindo interpretação sísmica e estimativa de propriedades petrofísicas baseada em aprendizado de máquina, com ênfase em métodos generativos e informados pela física que conectam a ciência fundamental a desafios industriais reais.

IA em Múltiplas Escalas: Inferência Orientada por Dados em Geofísica

Resumo: Nesta palestra, apresentarei uma visão geral de trabalhos recentes e anteriores sobre métodos de aprendizado de máquina aplicados a problemas geofísicos, com ênfase em inferência orientada por dados em múltiplas escalas e modalidades de dados. Explorarei como técnicas de IA podem ser utilizadas para extrair informações físicas de dados sísmicos e petrofísicos, abordando desafios que vão da inversão e construção de modelos de velocidade à caracterização de reservatórios.

Dr. Alex Hansen - Norwegian University of Science and Technology

Minibiografia: Alex Hansen é Professor de Física da Norwegian University of Science and Technology. Desde 2017, é Diretor do Centro de Excelência Porous Media Laboratory (PoreLab). Graduou-se pela Universidade de Oslo, doutorou-se em física teórica pela Cornell University (1986) e obteve a Habilitação na mesma área pela Universidade de Rennes, França (1992), onde também recebeu o título de doutor honoris causa. Seu trabalho tem se concentrado principalmente em processos de transporte e ruptura em meios complexos, com foco, nos últimos dez anos, no problema de mudança de escala da escala de poro para a escala de Darcy.

A Velocidade Co-móvel: Uma Variável de Velocidade Fundamental no Escoamento Bifásico Imiscível em Meios Porosos

Resumo: A termodinâmica de equilíbrio usual baseia-se na maximização da entropia molecular. É possível construir uma termodinâmica do escoamento bifásico imiscível em regime permanente em meios porosos com base na maximização da entropia configuracional em escala de poro. Isso é possível porque a entropia configuracional não é produzida em escoamento permanente, ainda que a entropia molecular seja. Uma variável fundamental que surge nessa física estatística do escoamento em meios porosos é a velocidade co-móvel, que relaciona as velocidades presentes no formalismo termodinâmico às velocidades medidas. Ela apresenta propriedades interessantes. Verifica-se que a velocidade co-móvel pode ser relacionada a uma nova classe de funções termodinâmicas na termodinâmica molecular usual. Um exemplo de tal função, na termodinâmica de misturas fluidas binárias, relaciona os volumes molares parciais aos volumes de Voronoi dessas misturas: o volume co-molar. Verifica-se que o volume co-molar desempenha um papel importante na termodinâmica fora do equilíbrio, por exemplo, em conexão com o transporte de volume em misturas binárias. Isso nos fornece um caminho para tratar o escoamento em meios porosos além do regime permanente.

Dr. Luiz Hegele Jr. - UDESC

Minibiografia: Professor da Universidade do Estado de Santa Catarina (UDESC), atuando no Departamento de Engenharia de Petróleo e no Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica e de Materiais. É doutor em Engenharia Mecânica pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC). É especialista em Dinâmica dos Fluidos Computacional (CFD) e Transferência de Calor, com forte foco na modelagem e simulação de escoamentos complexos e multifásicos em meios porosos. Sua pesquisa se destaca pela aplicação do Método de Lattice Boltzmann (LBM) e da computação de alto desempenho à engenharia de reservatórios, à recuperação avançada de petróleo e à energia geotérmica.

Um Arcabouço Experimental e de Modelagem Multiescala para a Dispersão Submarina de Óleo

Resumo: O destino do óleo liberado durante um blowout submarino é fortemente controlado pela ruptura inicial do jato de óleo, pela distribuição de tamanhos de gotas resultante e pelos processos subsequentes de transporte e intemperismo. Abordamos esses fenômenos acoplados por meio de um arcabouço experimental e numérico integrado, concebido para aprimorar a compreensão e a previsão da dispersão submarina de óleo e para avaliar estratégias alternativas de resposta, com ênfase particular na injeção submarina de dispersante (SSDI) e na dispersão mecânica submarina (SSMD). O programa experimental compreende experimentos de jatos submarinos realizados em diferentes escalas. Os experimentos de SSDI e SSMD investigam os efeitos das propriedades do óleo, das vazões de óleo e gás, da razão gás-óleo, do tipo e da dosagem de dispersante, do momento do jato de água e da configuração do jato sobre a ruptura e a distribuição de tamanhos das gotas. O componente numérico abrange as diferentes escalas que governam o problema. Na escala de campo próximo, modelos de lattice Boltzmann são empregados para investigar jatos monofásicos e multifásicos, incluindo a hidrodinâmica do jato, a deformação interfacial, os mecanismos de ruptura e a interação entre jatos de óleo e de água relevante para a dispersão mecânica. Essas simulações fornecem acesso detalhado a velocidade, pressão, vorticidade, transferência de momento e dinâmica da interface locais, complementando as medições experimentais e apoiando a interpretação dos mecanismos de ruptura subjacentes. Os resultados experimentais e numéricos são analisados com base em parâmetros adimensionais, incluindo os números de Reynolds e de Weber, juntamente com relações de escala baseadas no fluxo de momento. Essas grandezas são utilizadas para estabelecer correlações para a redução do tamanho das gotas e para apoiar o upscaling das observações laboratoriais para condições de liberação em escala de campo. Atenção especial é dada à relação entre a hidrodinâmica do jato, a turbulência e o tamanho característico de gota gerado por liberações sem tratamento, dispersas quimicamente e dispersas mecanicamente. Na escala ambiental, as distribuições de tamanhos de gotas determinadas experimentalmente e suas versões em escala ampliada são incorporadas a simulações de destino e transporte de derramamentos de óleo. As simulações quantificam as diferenças no transporte, no afloramento, na dispersão, no intemperismo e na distribuição ambiental do óleo liberado sob diferentes condições operacionais e meteoceanográficas. O arcabouço fornece uma metodologia fisicamente fundamentada para avaliar a eficácia de estratégias de resposta a derramamentos submarinos de óleo para diferentes propriedades do óleo, condições de liberação e cenários operacionais.

Dr. Hans Herrmann - UFC

Minibiografia: Nascido em 1954, em Cuba, e criado em Bogotá, Hans Herrmann estudou física em Göttingen e Colônia, onde concluiu o diploma em 1978 e o doutorado em física estatística em 1981. Após um ano de pós-doutorado nos EUA, foi para o Service de Physique Théorique, em Saclay, tornando-se membro do CNRS, ao qual pertence até hoje. Foi líder de grupo no HLRZ do KFA Jülich (1990-1994), diretor do PMMH na ESPCI, em Paris (1994-2000), professor e chefe do Instituto de Física Computacional da Universidade de Stuttgart (1996-2006) e, de 2006 a 2019, professor titular do Instituto de Materiais de Construção do ETH Zürich, do qual é atualmente emérito. Hoje está de volta ao PMMH, em Paris, e é professor do Departamento de Física da UFC, em Fortaleza. É autor de mais de 800 publicações, Guggenheim Fellow (1986), membro das Academias de Ciências do Brasil (1987) e da Colômbia (2014), e recebeu o Prêmio de Pesquisa Max Planck (2002), o Prêmio Gentner-Kastler (2004), uma ERC Advanced Grant (2012) e o Prêmio Aneesur Rahman (2018). É editor-chefe do Int. J. Mod. Phys. C e da Granular Matter e membro de diversos conselhos editoriais e comissões, tendo presidido a Comissão Francesa de Equipamentos em 2010. Dentre seus ex-alunos de doutorado e pós-doutorandos, 38 são atualmente professores. Fez contribuições duradouras para a compreensão da fratura de materiais heterogêneos e das propriedades de meios granulares, e construiu um computador de propósito específico para calcular a condutividade de aglomerados de percolação. Entre os destaques estão a descoberta dos rolamentos que preenchem o espaço (space-filling bearings) e o estabelecimento das equações de movimento das dunas. Seus temas de pesquisa atuais incluem bacias hidrográficas, avalanches neurais, meios granulares carregados, epidemias e redes complexas.

Escoamentos com Partículas em Suspensão através de Meios Porosos

Resumo: Escoamentos com partículas em suspensão sofrem deposição e erosão ao atravessar um meio poroso, situação comum em diversas áreas, das ciências ambientais aos filtros industriais e à recuperação de petróleo. Estudamos experimentalmente suspensões densas durante a filtração em leito profundo e verificamos que a evolução temporal das perdas de pressão no filtro é caracterizada por saltos separados por intervalos de tempo. Esses saltos estão relacionados a eventos erosivos no interior do meio poroso e são precedidos e seguidos por deposição. Uma análise estatística mostra que os eventos são independentes e que sua distribuição de tamanhos segue uma lei de potência. A detecção desses saltos traz uma nova compreensão da dinâmica de escoamentos com partículas em suspensão através de meios porosos, especialmente porque podem ser considerados análogos às avalanches de areia que ocorrem em poços de petróleo. Esse fenômeno pode ser reproduzido em uma rede elétrica de dispositivos fusível-antifusível, que se tornam isolantes dentro de um certo intervalo finito de tensões locais aplicadas. Como consequência, a corrente macroscópica apresenta flutuações temporais que aumentam com o tamanho do sistema. Determinamos as condições em que essa condução itinerante surge, estabelecendo um diagrama de fases em função do campo aplicado e da largura da janela isolante.

Dr. Kundan Kumar - University of Bergen

Minibiografia: Kundan Kumar é atualmente Professor do Departamento de Matemática da University of Bergen, Noruega. Seus interesses de pesquisa estão em upscaling e métodos numéricos para problemas acoplados, com aplicações em meios porosos. Doutorou-se em Eindhoven (2012) e fez pós-doutorado no Oden Institute, University of Texas at Austin (2012-2014). Recebeu o SIAM Early Career Prize em Geociências (2017) e o Prêmio Lauritz Meltzer para Jovens Pesquisadores da University of Bergen (2017). Mais recentemente, recebeu a bolsa Humboldt para pesquisadores experientes e foi Mercator Fellow na Universidade de Stuttgart.

Escoamento e Geomecânica Acoplados em um Meio Poroso Fraturado

Resumo: Consideramos problemas acoplados de escoamento e geomecânica em um meio poroso fraturado. As fraturas são tratadas como superfícies 2D imersas em um meio poroso volumétrico 3D. Adotamos um modelo de dimensões mistas para o escoamento, ou seja, escoamento de Darcy tanto no meio volumétrico quanto nas superfícies das fraturas, acoplados por condições de interface apropriadas. A deformação mecânica é modelada pela equação da elasticidade linear, com salto de deslocamento na fratura para acompanhar as variações em sua abertura. Demonstramos a boa colocação do modelo contínuo, incluindo condições de mecânica de contato com atrito, para o problema acoplado. Além disso, apresentamos a análise numérica do sistema discretizado. Por fim, desenvolvemos e discutimos esquemas multitaxa (multirate), que adotam passos de tempo distintos para as diferentes físicas, escoamento e mecânica, e podem fornecer esquemas eficientes e com convergência demonstrável, explorando as diferentes escalas de tempo características de cada física. Este é um trabalho conjunto com Florin Radu, Vivette Girault, Mary Wheeler, Jan Nordbotten, Tameem Almani e muitos outros colegas.

Dra. Linda Luquot - CNRS

Minibiografia: Linda Luquot (pesquisadora sênior do CNRS no Géosciences Montpellier) é doutora em Geociências, com formação em física e química. Desenvolve pesquisas sobre processos de transporte reativo em meios porosos e fraturados aplicados a temas das geociências, como armazenamento geológico de CO₂, intrusão salina, geotermia, recarga gerenciada de aquíferos e formação de redes cársticas. Recebeu o Prêmio Científico Acadêmico Michel Gouillou-Schlumberger em 2022 por seu trabalho sobre armazenamento geológico de CO₂. Publicou mais de 70 artigos revisados por pares e orientou 15 doutorandos.

Processos de Transporte Reativo em Amostras de Rochas Porosas: o Papel das Heterogeneidades Locais

Resumo: A percolação de fluidos ácidos através de formações geológicas desencadeia reações acopladas de dissolução e precipitação que remodelam dinamicamente a arquitetura da rocha. Embora esses processos sejam centrais para o sequestro de CO₂, a carstificação e a evolução geotérmica, sua progressão é fundamentalmente não uniforme. Este estudo emprega experimentos laboratoriais de escoamento reativo para elucidar como heterogeneidades locais, especificamente gradientes de velocidade do fluido, composição mineralógica e propriedades petrofísicas, governam a localização espacial e as taxas de alteração química. Nossos resultados demonstram um forte controle hidrodinâmico sobre os regimes de reação: zonas de alta velocidade favorecem a dissolução acentuada por meio de um transporte de reagentes mais intenso, enquanto regiões estagnadas promovem a precipitação à medida que os fluidos atingem a saturação local. Essas mudanças mineralógicas são ainda moduladas por gradientes preexistentes de porosidade e permeabilidade, que determinam a evolução dos padrões de escoamento. Ao quantificar esses mecanismos de retroalimentação em microescala, esta pesquisa evidencia a necessidade de integrar as heterogeneidades locais em modelos macroscópicos para prever com precisão a evolução estrutural e hidrodinâmica de sistemas subsuperficiais naturais e de engenharia.

Dr. Marcos Vitor Barbosa Machado - Petrobras

Minibiografia: Marcos Machado é Engenheiro de Petróleo Sênior da Petrobras, com ampla experiência em engenharia de reservatórios e gerenciamento de campos. Desde seu ingresso na Petrobras, em 2007, chegou ao cargo de Consultor Técnico Sênior em 2020, especializando-se em desenvolvimento de projetos, capacitação de pessoas, modelagem numérica e iniciativas de CCUS. É doutor em Engenharia de Reservatórios e concluiu um programa de pós-doutorado de dois anos na University of Texas at Austin em 2024. Também leciona em tempo parcial na PUC-Rio e é autor de mais de 80 trabalhos técnicos, incluindo artigos científicos, artigos de congresso e um livro sobre Simulação de Reservatórios editado pela Petrobras. Seu foco está na otimização do desempenho de reservatórios e na mitigação de riscos em projetos de armazenamento de gás.

Ampliando a Expertise em Subsuperfície para Impulsionar a Transição Energética

Resumo: Esta apresentação explora a adaptação das técnicas tradicionais de caracterização de subsuperfície e de modelagem de escoamento de fluidos para o avanço de tecnologias-chave da transição energética: Captura, Utilização e Armazenamento de Carbono (CCUS), Armazenamento Subterrâneo de Hidrogênio (UHS) e Sistemas Geotérmicos Estimulados (EGS). Embora essas tecnologias se apoiem em métodos consolidados das geociências, elas apresentam desafios operacionais próprios. No caso do CCUS, a metodologia se concentra em maximizar a retenção permanente de CO₂ e gerenciar incertezas geológicas, com base em estudos de caso de bacias brasileiras. Já o UHS exige minimizar a retenção de gás durante a injeção cíclica, para garantir alta eficiência de recuperação, além do controle de impurezas. Por fim, a modelagem de EGS enfatiza as propriedades térmicas rocha-fluido e a conectividade dinâmica poço-reservatório para otimizar a extração de calor. Em última análise, este trabalho mostra como mecanismos antes marginais na extração de hidrocarbonetos passam a ser críticos, evidenciando a aplicação inovadora da expertise acumulada em subsuperfície na construção de soluções energéticas sustentáveis.

Dra. Veronica Iris Marconi - Universidad Nacional de Córdoba

Minibiografia: Professora Associada da FaMAF-UNC e Pesquisadora Independente do CONICET, Argentina. Sua pesquisa atual se concentra em dispositivos de microfluídica aplicados às ciências da vida, com especialização em propriedades de transporte em meios porosos e em sistemas Soil-on-a-Chip (SOC) para agronomia sustentável, além de desenvolvimentos inovadores em medicina reprodutiva (Lab-on-a-Chip, Point-of-Care) e biotecnologia. Física teórica com abordagem multidisciplinar, possui ampla experiência em Física Computacional, disciplina que leciona desde 2012. Sua formação abrange o estudo de matéria ativa (micronadadores), géis e fluidos complexos, construída ao longo de uma destacada carreira internacional. Antes de seu foco atual, realizou pesquisas na Europa (2002-2007) sobre filmes magnéticos nanoestruturados aplicados (microdispositivos de memória) na UCM (Madri), supercondutividade na Universidade de Neuchâtel (Suíça) e propagação de trincas no ICTP (Trieste, Itália). Seu doutorado no Instituto Balseiro (2002), sobre dinâmica de vórtices, foi agraciado com o Prêmio Giambiagi. Mais informações: ORCID 0000-0002-3453-2070.

Da Motilidade Bacteriana em Escala de Poro ao Transporte em Macroescala em Solos Porosos

Resumo: O transporte de bactérias móveis em solos depende da complexa interação entre a geometria dos poros, as tensões hidrodinâmicas e a motilidade microbiana. Combinamos plataformas microfluídicas soil-on-a-chip (SOC), microscopia quantitativa e modelagem para investigar o transporte da bactéria fixadora de nitrogênio Bradyrhizobium diazoefficiens, simbionte da soja amplamente utilizado como biofertilizante, sob condições realistas em escala de poro. Os experimentos em SOC revelam como o microconfinamento e o cisalhamento induzido pelo escoamento modificam o nado bacteriano, reduzindo a motilidade e alterando os padrões de migração nas redes de poros. Experimentos complementares de escoamento cisalhante fornecem uma compreensão mecanística das alterações reversíveis de motilidade subjacentes a essa dinâmica de transporte. As medições experimentais são integradas a modelos in silico para quantificar a difusão e o transporte bacterianos sob confinamento, permitindo previsões além da microescala. Esse arcabouço combinado experimental e de modelagem conecta observações em escala de poro a propriedades efetivas de transporte em escalas maiores, fornecendo uma base para o upscaling da migração bacteriana em meios porosos naturais. Nossa abordagem demonstra o potencial dos sistemas SOC como plataforma inovadora e versátil para investigar o transporte microbiano e apoia o desenvolvimento de modelos preditivos de dispersão bacteriana, colonização da rizosfera, saúde do solo e desempenho de biofertilizantes em solos reais.

Dr. Anderson Camargo Moreira - UFSC

Minibiografia: Anderson é atualmente pesquisador de pós-doutorado no Laboratório de Meios Porosos e Propriedades Termofísicas (LMPT) da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC). Seu trabalho se concentra na caracterização estrutural de meios porosos baseada em imagens e em microtomografia de raios X. Tem formação em Física e é doutor em Ciência e Engenharia de Materiais.

Tomografia de Diversos Meios Porosos: Estudos de Caso do Nano ao Micro e do 3D ao 4D

Resumo: A pesquisa em meios porosos costuma ser orientada pelo tipo de material analisado. Por exemplo, os estudos em petróleo e gás buscam compreender a estrutura das rochas-reservatório, bem como a dinâmica dos fluidos em seu interior. As rochas-reservatório são apenas um exemplo dentre uma ampla gama de materiais porosos, que inclui cimento, tecido ósseo, biomateriais, cerâmicas, metais e membranas, entre outros. Esta palestra pretende apresentar estudos de caso reais envolvendo diferentes tipos de meios porosos, nos quais a tomografia foi empregada como técnica de imageamento. Esses estudos foram realizados no LMPT/UFSC ao longo de quase 15 anos de pesquisa.

Dr. Etelvino Henrique Novotny - Embrapa Solos

Minibiografia: Graduado em Agronomia pela Universidade Federal do Paraná (1993), mestre em Agronomia pela Universidade Federal do Paraná (1997) e doutor em Química pela Universidade de São Paulo (USP) (2002). Realizou pós-doutorado no Instituto de Física de São Carlos da USP, na University of Limerick, Irlanda (Chemical and Environmental Science), e na Victoria University of Wellington, Nova Zelândia (School of Chemical and Physical Sciences). É Pesquisador Sênior da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa Solos). Tem experiência em Química do Solo, Quimiometria e Físico-Química, com ênfase em Espectroscopia, atuando principalmente nos seguintes temas: distribuição de tamanho de poros do solo, retenção de água no solo, matéria orgânica do solo, substâncias húmicas, ácidos húmicos, carbono pirogênico (black carbon), biocarvão e técnicas espectroscópicas como espectroscopia e relaxometria de Ressonância Magnética Nuclear, Ressonância Paramagnética Eletrônica, Fluorescência e Infravermelho.

Distribuição de Tamanho de Poros e Curvas de Retenção de Água do Solo por RMN de Baixo Campo e Outras Aplicações da RMN de Baixo Campo na Ciência do Solo

Resumo: A escassez de água doce torna essencial a compreensão das propriedades hidráulicas do solo, especificamente a Curva de Retenção de Água no Solo e a distribuição de tamanho de poros, para o manejo da água na agricultura. Como os métodos convencionais de medição são lentos, caros e sujeitos a erros, este trabalho apresenta um método aprimorado de relaxometria por Ressonância Magnética Nuclear de ¹H de baixo campo. Ao acessar diretamente os modos de difusão governados exclusivamente pelo tamanho dos poros, essa abordagem elimina os efeitos confundidores da relaxatividade superficial desconhecida. Avaliado em 21 amostras de solo desafiadoras, o método determina com precisão e simultaneamente a distribuição de tamanho de poros, a Curva de Retenção de Água no Solo e a condutividade hidráulica em menos de 90 minutos. Por fim, a apresentação abordará aplicações mais amplas da RMN de baixo campo, incluindo a verificação de produtos orgânicos, a caracterização de terroir de vinhos, a detecção de metanol em bebidas e a análise da dissolução de fertilizantes em solos.

Dra. Carla Cristina Pólo - CNPEM

Minibiografia: Pesquisadora do Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS), integrante do Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM), em Campinas-SP, desenvolve pesquisas focadas em técnicas de espalhamento e de imageamento por difração de raios X aplicadas a sistemas biológicos. Atualmente, trabalha no projeto TIMBO, linha de luz de imageamento coerente de raios X conectada ao Orion, o laboratório de nível de biossegurança BSL-3/4 do CNPEM. Anteriormente, atuou como cientista no grupo CATERETÊ, aplicando técnicas de imageamento coerente de raios X em projetos científicos voltados à compreensão da nanoarquitetura da parede celular vegetal com aplicações biotecnológicas. É pesquisadora colaboradora do Programa de Pós-Graduação em Biologia Vegetal (PPG-BV) da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Realizou pós-doutorado na linha de luz ID10 do European Synchrotron Radiation Facility (ESRF), em Grenoble, França. É mestre e doutora em Biologia Funcional e Molecular (BFM), com ênfase em bioquímica e cristalografia, pelo Instituto de Biologia da UNICAMP, tendo desenvolvido o projeto de tese no Laboratório Nacional de Biociências (LNBio-CNPEM). Realizou doutorado sanduíche no VTT, em Espoo (Finlândia). É bacharel e licenciada em Ciências Biológicas pela Pontifícia Universidade Católica de Campinas (PUC-Campinas).

Sistemas Biológicos como Meios Porosos: Caracterização Multiescala por Imageamento Coerente de Raios X

Resumo: Do ponto de vista biotecnológico, os sistemas biológicos podem ser entendidos como formas de meios porosos, pois consistem em estruturas sólidas permeadas por espaços interconectados preenchidos por fluidos. Em múltiplas escalas, do citoesqueleto no interior das células e das conexões celulares até tecidos animais e vegetais inteiros, os materiais biológicos apresentam porosidade hierárquica, que governa tanto o comportamento mecânico quanto os processos de transporte. Essa natureza dual, de matriz sólida acoplada a fluido intersticial, expressa como deformação, escoamento de fluidos e transporte de massa são interdependentes nos sistemas vivos. Nesse contexto, a contribuição se concentrará na aplicação de técnicas de imageamento coerente de raios X em fontes síncrotron de terceira e quarta gerações para investigar a nanoarquitetura de sistemas biológicos. A quantificação de permeabilidade, tamanho de poros e conectividade, por exemplo, pode ser correlacionada a processos fisiológicos e aplicações biotecnológicas. Por fim, destacam-se as capacidades de caracterização hierárquica do Sirius, a fonte de luz síncrotron de ultrabaixa emitância do Brasil, como plataforma para o avanço da análise multiescala de materiais biológicos complexos.

Dr. Michel Quintard - CNRS

Minibiografia: Michel Quintard é Directeur de Recherche Émérite do CNRS no Institut de Mécanique des Fluides de Toulouse, França. Engenheiro formado pela École Nationale Supérieure des Arts et Métiers, doutorou-se em mecânica dos fluidos pela Universidade de Bordeaux em 1979. Sua pesquisa se concentra em fenômenos de transporte em meios porosos, com dois objetivos interligados: o desenvolvimento de modelos em macroescala por meio de técnicas rigorosas de média volumétrica e sua aplicação a uma ampla gama de processos físicos e químicos, incluindo escoamento multifásico e multicomponente, mudança de fase, reação química, biodegradação, dissolução e transporte em superfluidos. Essas contribuições encontraram aplicações em engenharia de petróleo, hidrogeologia ambiental, engenharia química, segurança nuclear, indústria aeroespacial, entre outras áreas. Michel Quintard é coautor de aproximadamente 240 artigos em periódicos científicos. Recebeu a Medalha de Bronze do CNRS em 1984 e o Prêmio Coron-Thévenet da Académie des Sciences de Paris em 1994. Em 2009, foi nomeado Chevalier de la Légion d'Honneur em reconhecimento à sua atuação como Presidente do Conselho Científico do IRSN (Instituto Francês de Radioproteção e Segurança Nuclear). Está profundamente envolvido com a sociedade InterPore desde seus primeiros tempos, tendo sido fundador e primeiro Presidente do Capítulo França da InterPore e, posteriormente, Presidente da InterPore.

Upscaling do Transporte Reativo e da Dissolução em Meios Porosos: da Escala de Poro à Escala de Darcy e às Heterogeneidades de Grande Escala

Resumo: O transporte reativo em meios porosos, frequentemente associado a mecanismos de dissolução, é de suma importância em diversas aplicações, de formações geológicas a dispositivos industriais como baterias de íons de lítio e células a combustível. Trata-se de um problema de upscaling desafiador, sobretudo na presença de interações entre fases (por exemplo, interfaces fluido-sólido). Em modelos na escala de Darcy, os modelos de dispersão são afetados pelas trocas interfaciais. Modelos de equação única para dispersão ativa podem diferir de uma simples extensão da dispersão passiva (isto é, sem interação entre fases). Modelos mais complexos podem ser necessários para considerar o transporte retardado na fase sólida: são discutidas diferentes tipologias de modelos, de modelos com múltiplas equações a modelos híbridos. A situação se torna ainda mais complexa quando se busca incorporar em um modelo homogeneizado o efeito das heterogeneidades na escala de Darcy. As restrições de upscaling são discutidas com base nos números de Damköhler e de Péclet em grande escala. Uma rota de homogeneização propriamente dita para um modelo em escala ampliada é proposta apenas considerando o histórico de dissolução, no caso de números de Damköhler pequenos. Ao longo da apresentação, são utilizados exemplos da engenharia geomecânica à engenharia industrial.

Dr. William Godoy de Azevedo Lopes Silva - Equinor

Minibiografia: William Godoy é pesquisador de referência e especialista em Tecnologias de Reservatórios e Caracterização de Meios Porosos. Atualmente, atua como Pesquisador Sênior no Centro de Pesquisa e Tecnologia da Equinor, no Rio de Janeiro. Com ampla experiência tanto na pesquisa acadêmica quanto na indústria de energia, seu trabalho se concentra em análise de rochas digitais, modelagem multiescala de redes de poros, escoamento de fluidos em reservatórios carbonáticos heterogêneos e microtomografia de raios X (µCT) avançada utilizando fontes de luz síncrotron.

LBPM: Uma Ferramenta de Código Aberto para Análise de Rochas Digitais

Resumo: ...

Dra. Juliane Simmchen - University of Strathclyde

Minibiografia: Juliane Simmchen é Professora Associada (Reader) da University of Strathclyde, com pesquisa que conecta a físico-química fundamental à ciência coloidal aplicada. Seu trabalho evoluiu de estudos guiados pela curiosidade sobre matéria ativa artificial e biológica para pesquisas voltadas a aplicações em sistemas de solo e alimentos, abordando desafios centrais em sustentabilidade e ciências ambientais. Desenvolve e aplica técnicas experimentais avançadas para revelar os princípios físicos que regem as interações coloidais, trabalhando em estreita colaboração com teóricos para transformar conhecimentos fundamentais em sistemas funcionais. Sua pesquisa busca melhorar a fertilidade do solo e otimizar ambientes complexos de matéria mole. Juliane obteve seu doutorado pela Universitat Autònoma de Barcelona e realizou pós-doutorado com Samuel Sánchez no Max Planck Institute for Intelligent Systems, em Stuttgart. Em 2016, criou seu grupo de pesquisa independente na TU Dresden como Freigeist Fellow financiada pela Fundação Volkswagen, antes de se transferir para a University of Strathclyde em 2023.

Matéria Ativa em Ambientes Complexos: dos Gradientes aos Poros

Resumo: A matéria ativa em microescala abrange desde coloides ativos artificiais até bactérias e algas. A capacidade de se mover nessa escala exige aporte constante de energia e interações intrincadas com o ambiente circundante. Os micronadadores biológicos precisam ser capazes de navegar em cenários complexos que vão além da topografia. Além dos poros, eles encontram escoamentos de fluidos, campos externos e gradientes químicos. Apresentamos aqui nossos esforços para separar esses efeitos, a fim de compreendê-los individualmente.

Dr. Mathias B. Steiner

Minibiografia: O Dr. Mathias Steiner é físico, com 20 anos de experiência em pesquisa e desenvolvimento industrial adquirida em três continentes. Em seu trabalho, combina métodos computacionais e experimentos de laboratório para desenvolver e testar novas ferramentas científicas. Como Pesquisador Independente baseado no Rio de Janeiro, explora atualmente a convergência entre inteligência artificial e computação quântica para acelerar a descoberta de materiais. Mathias idealizou e gerenciou diversas colaborações multinacionais de P&D com parceiros industriais e acadêmicos, resultando em mais de 200 artigos, patentes e contribuições de ciência aberta, citados e reutilizados milhares de vezes. Como gerente de pesquisa e pesquisador principal, coordenou equipes de mais de 50 pesquisadores industriais em laboratórios no Brasil, na Suíça, no Japão, no Reino Unido e nos EUA.

Simulação da Captura e do Armazenamento de Dióxido de Carbono em Rochas Digitais e Nanoporos

Resumo: A mitigação das mudanças climáticas se beneficia de simulações computacionais de captura e armazenamento de CO₂. Na primeira parte da apresentação, introduzo um conjunto de ferramentas computacionais para simulações em escala de poro em representações de redes capilares, baseadas em dados de microtomografia de rochas arenitos e carbonáticas. Simulações de escoamento monofásico e bifásico na rede capilar de uma rocha digital podem ser realizadas considerando condições realistas de reservatório. Um exemplo é a injeção de dióxido de carbono supercrítico em arenito, para otimizar a saturação de dióxido de carbono em função da temperatura e da pressão do reservatório. Para prever o armazenamento geológico de dióxido de carbono, o simulador acompanha as modificações causadas pela mineralização do carbono em cada capilar do espaço poroso conectado. Esse processo reduz gradualmente o diâmetro dos capilares ao longo do tempo e degrada a porosidade e a permeabilidade da rocha. Se as condições de escoamento não forem otimizadas, a rocha pode não atingir todo o seu potencial de armazenamento geológico. Na segunda parte da apresentação, relatarei aplicações da computação quântica na previsão de propriedades de materiais. Um exemplo é a ligação do dióxido de carbono em nanoporos projetados para aplicação em captura direta do ar. Algoritmos híbridos quântico-clássicos executados em unidades de processamento quântico anteriores à tolerância a falhas fornecem previsões úteis e são promissores para o avanço da descoberta de novos materiais para a captura de dióxido de carbono.

Dr. Wenceslau G. Teixeira - Embrapa Solos

Minibiografia: O Dr. Wenceslau Geraldes Teixeira é Pesquisador Sênior e Chefe do Laboratório de Física do Solo da Embrapa Solos, além de Bolsista de Produtividade em Pesquisa do CNPq. Doutor em Geoecologia pela Universidade de Bayreuth, Alemanha, seu trabalho se concentra em física do solo, hidrologia e conservação do solo em ambientes tropicais e amazônicos.

Sua pesquisa é altamente relevante para o estudo da estrutura e da porosidade do solo, com foco no desenvolvimento e na aplicação de metodologias para avaliar propriedades físicas e hidráulicas críticas, como infiltração, condutividade hidráulica saturada e curvas de retenção de água. Inovador em técnicas de medição do solo, é coinventor do SoloFlux, dispositivo patenteado concebido especificamente para avaliar a condutividade hidráulica saturada. Atualmente, o Dr. Teixeira coordena importantes iniciativas de pesquisa dedicadas a ampliar a base de dados nacional sobre infiltração, transmissão e retenção de água em solos brasileiros. Seu trabalho pioneiro também se estende às Terras Pretas de Índio, nas quais investiga a gênese antrópica dos solos e explora o uso do biocarvão como condicionador para melhorar diretamente a qualidade física e hidráulica do solo. Especialista de referência, orientou numerosos alunos de pós-graduação em física do solo e modelagem ambiental. É também um dos principais contribuidores da literatura fundamental da área, como autor e editor de obras essenciais como o Manual de Métodos de Análise de Solo e o livro "Aplicações de física do solo em análises ambientais".

Distribuição Bimodal de Tamanho de Poros em Solos Tropicais

Resumo: Solos tropicais altamente intemperizados (Latossolos, Argissolos e Nitossolos) frequentemente apresentam comportamento hidráulico de "pseudoareia". Apesar dos altos teores de argila (> 500 g kg⁻¹), a forte microagregação gera uma distribuição de tamanho de poros nitidamente bimodal, composta por macroporos interagregados grandes e microporos intra-agregados diminutos.

Modelos hidráulicos unimodais convencionais, como a equação padrão de van Genuchten, não conseguem representar essa estrutura de dupla porosidade. Este estudo demonstra que assumir unimodalidade leva a erros significativos na partição dos domínios porosos e à superestimação da condutividade hidráulica não saturada K(h) nas fases iniciais de secagem. Como os macroporos drenam rapidamente em baixas sucções, uma caracterização precisa exige dados de retenção de alta resolução próximos à saturação. Propomos o modelo de Durner, que utiliza funções sobrepostas, para descrever com precisão essas funções hidráulicas complexas. Os resultados indicam que considerar a bimodalidade é essencial para a estimativa confiável da capacidade de aeração, da disponibilidade de água para as culturas e para o manejo sustentável do solo em ambientes tropicais.

Dr. Constantino Tsallis - CBPF

Minibiografia: Constantino Tsallis é físico teórico, com interesse principal em mecânica estatística, seus fundamentos e aplicações. Nascido em Atenas, Grécia, concluiu seus estudos básicos em física no Instituto Balseiro, Universidad Nacional de Cuyo, em Bariloche, Argentina, e obteve o Doctorat d'État ès Sciences Physiques em 1974 pela Universidade de Paris, onde atuou como Professor Associado. Em seguida, mudou-se para o Brasil e trabalha no Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas (CBPF), no Rio de Janeiro. Em 1988, propôs uma generalização da teoria de Boltzmann-Gibbs baseada em entropias não aditivas caracterizadas por um índice q (q = 1 recupera a teoria BG), que vem sendo explorada no mundo todo (Bibliografia). Ministrou cursos de graduação e pós-graduação, clássicos e quânticos, na França, no Brasil, nos EUA, na Argentina, na Alemanha e na Turquia. Também proferiu mais de mil palestras convidadas ao redor do mundo. É Professor Externo do Santa Fe Institute, Novo México (onde colaborou extensamente com o laureado com o Nobel Murray Gell-Mann), do Complexity Science Hub Vienna, Áustria, e do Dottorato in Sistemi Complessi per le Scienze Fisiche, Socio-economiche e della Vita, da Università di Catania. Por muitos anos, chefiou o Departamento de Física Teórica do CBPF e foi membro do Comitê de Física Estatística da IUPAP. Também atuou editorialmente em diversos periódicos científicos, incluindo a Physica A desde 1986. Tsallis recebeu diversos prêmios, honrarias e bolsas, entre eles o Guggenheim Award (EUA), o Prêmio México de Ciência e Tecnologia, a condição de membro da Academia Brasileira de Ciências, da Academia Nacional de Economia, Ciências Políticas e Sociais do Brasil, da Academia Latino-Americana de Ciências e da Academia Europeia de Ciências e Artes, a homenagem para a América Latina e o Caribe do Escritório das Nações Unidas para Assuntos do Espaço Exterior, a Mercator Professorship (Alemanha) e títulos de Doutor Honoris Causa pela Universidad Nacional de Córdoba (Argentina), pela Universidade Estadual de Maringá, pela Universidade Federal do Rio Grande do Norte e pela Universidade Aristóteles de Tessalônica (Grécia). Recebeu o Prêmio Aristion (Excelência) em Ciências Naturais e Exatas da Academia de Atenas, originalmente fundada por Platão. Sua mecânica estatística generalizada foi selecionada pelo Comitê Nobel de Física para o Simpósio Nobel de Física de 2027, intitulado "Beyond Boltzmann: Complexity, Memory and Non-Additive Entropies", a ser realizado em Lund, Suécia, em maio de 2027.

Abordagens Fundamentadas em Entropias Não Aditivas para Sistemas Granulares e Outros Sistemas Complexos

Resumo: A mais que centenária e celebrada mecânica estatística de Boltzmann-Gibbs, com seu funcional entrópico aditivo associado, apresenta excelente concordância com uma infinidade de dados experimentais envolvendo correlações espaço-temporais de curto alcance. No entanto, ela tipicamente falha quando se consideram sistemas com correlações de longo alcance. Uma generalização atual dessa teoria, baseada em funcionais entrópicos não aditivos, supera essas dificuldades. Será apresentada uma breve introdução à teoria, por meio de seus fundamentos e de aplicações bem-sucedidas a sistemas complexos naturais, tecnológicos e sociais. Bibliografia