Porosuutta

Porosuutta (porositeetti) tarkoittaa aineen tilavuudesta vapaan tilan osuutta, jossa nestettä tai kaasua voi säilyttää ja siirtää. Porositeetin arvo n kuvaa V_void/V_total ja on mitta, joka on dimensionless; usein se ilmoitetaan prosentteina. Porositeetti on keskeinen ominaisuus geologiassa, hydrologiassa, rakennetekniikassa ja materiaaleissa, koska se vaikuttaa varastointiin ja virtaukseen.

Kokonaisporositeetti (Φ) tarkoittaa kaikkien tilojen osuutta kokonaisvolyymistä, kun taas toimiva porositeetti (φ_e) kuvaa tilojen osuutta, joka muodostaa yhteisen, läpäisevän kanavan nesteille ja kaasuja varten. Primaarinen porositeetti on alkuperäinen pore-tila kiviaineksessa, sekundaarinen porositeetti kehittyy myöhemmin esimerkiksi halkeamien, rapautumisen tai kemiallisen muutoksen seurauksena. Eri tilat voivat olla yhteydessä toisiinsa tai eristäytyneitä, mikä vaikuttaa sekä varastointiin että virtaavuuteen.

Porositeettiin vaikuttavat tekijät ovat raekoko ja lajittelu, tiivistyminen ja puristus, sementoituminen, diagenesi sekä tilojen yhteys. Esimerkiksi hiekkakivet voivat olla suurella kokonaisporositeetilla, mutta pienellä toimivalla porositeetilla, jos yhteydet ovat heikkoja.

Merkitys on sekä varastointi- että läpäisykyvyllä. Porositeetti määrää veden, öljyn tai kaasun varastoitavan tilavuuden ja vaikuttaa maanäytteiden vedenjohtuvuuteen sekä mekaaniseen käyttäytymiseen. Mittaukset ja arviointi perustuvat laboratoriokokeisiin, kuten Archimedesin periaatteeseen, helium-gas tai mercury-intrusion porosimetriaan, NMR-porositeettiin sekä kuvantamismenetelmiin (esim. CT). Laskennallisesti porositeetti voidaan karkeasti arvioida myös suhteesta tiheyteen: n ≈ 1 − ρ_bulk/ρ_grain.