La caracterización precisa de la hidráulica de fracturas es crucial para optimizar los sistemas subsuperficiales, notablemente la extracción de energía geotérmica donde las altas tasas de flujo son esenciales para una producción de energía eficiente. La transición precisa de la hidráulica de fracturas lineales a no lineales a tasas de flujo ya moderadas sigue sin definirse, debido a la complejidad de la rugosidad de las fracturas, donde la influencia de varios parámetros de rugosidad y la comparabilidad de fracturas rugosas individuales siguen siendo poco claras. Aquí, presentamos el Laboratorio de Flujo y Transporte de Fracturas de Fluidos Forzados (Laboratorio Hidráulico F4aT), un nuevo laboratorio experimental diseñado para abordar esta brecha de conocimiento. Se centra en un flujo de trabajo integral que abarca medidas de alta resolución de la rugosidad de la superficie de la roca y la investigación experimental de la hidráulica de fracturas en un amplio rango de tasas de flujo (0.05 < Re < 100). Una característica única del Laboratorio Hidráulico F4aT es su capacidad para llevar a cabo investigaciones sistemáticas y estocásticas de interacciones rugosidad-hidráulica a través de réplicas de fracturas impresas en 3D con rugosidad de fractura definida y estadísticamente variada. En este estudio, presentamos el flujo de trabajo desarrollado en detalle, proporcionamos experimentos de referencia contra soluciones analíticas, y demostramos la capacidad de medir los efectos de la rugosidad en la transición de regímenes hidráulicos lineales a no lineales a tasas de flujo ya moderadas (Re ≈ 10).
Buness et al. (Thu,) estudiaron esta cuestión.