Вчені запропонували незвичайний метод боротьби з розливами нафти – створення гігантських вогняних вихорів в океані. Початкові дослідження показали, що цей підхід може спалювати нафту швидше та з мінімальними викидами сажі.
Океан / © pexels.com
Розливи нафти залишаються одними з найсерйозніших загроз для морських екосистем, а їх ліквідація все ще стикається з численними викликами. Нове дослідження припускає, що в майбутньому для очищення водних ресурсів можуть застосовуватися величезні вогняні вихори. Згідно з результатами випробувань, такий метод здатний спалювати нафту оперативніше, ефективніше та з меншою кількістю сажових викидів, хоча технологія потребує подальшого вивчення.
Про це повідомило видання Science Alert.
Дослідники зазначають, що розливи нафти становлять значну небезпеку для світового океану. Одним із методів усунення таких аварій є спалювання нафти безпосередньо на водній поверхні. Це допомагає обмежити її розповсюдження, проте має суттєві недоліки: у процесі утворюється густий чорний дим, токсична сажа та залишки незгорілої нафти.
Саме тому науковці вирішили дослідити альтернативний підхід – використання вогняних вихорів. На відміну від звичайного горіння, коли полум’я розповсюджується переважно горизонтально, вогняний вихор спрямовує його вертикально. Вихор функціонує як природний вентилятор, активно затягуючи кисень, що сприяє більш інтенсивному та жаркому горінню. Завдяки цьому нафта може випаровуватися швидше, ще до того, як вона проникне в донні відкладення або завдасть значної шкоди морському середовищу.
За словами одного з авторів дослідження, аерокосмічного інженера Техаського університету A&M Елейн Оран, це перше дослідження, яке пропонує використання вогняних вихорів саме для ліквідації розливів нафти.
«Це вперше, коли хтось розглянув можливість застосування вогняних вихорів для ліквідації наслідків розливів нафти, і це, по суті, лише початок», – зазначила дослідниця.
Вона додала, що команда прагне перетворити хаотичну природу вогняних вихорів на точний інструмент для захисту узбережжя, морських екосистем та довкілля.
Дослідники припускають, що така технологія згодом може бути корисною під час ліквідації масштабних екологічних катастроф, подібних до аварії на нафтовій платформі Deepwater Horizon у 2010 році. Тоді вибух спричинив найбільший розлив нафти в історії США, забрав життя 11 людей, а морські екосистеми зазнали значних руйнувань.
Раніше науковці вже демонстрували можливості вогняних вихорів у лабораторних умовах. Однак поточна робота стала першою широкомасштабною оцінкою потенціалу цієї технології для усунення реальних розливів нафти.
За підтримки Бюро безпеки та екологічного контролю США (BSEE), створеного після аварії Deepwater Horizon, дослідники провели експерименти, використовуючи резервуар шириною 1,5 метра, покритий сирою нафтою. Навколо нього було встановлено три стіни заввишки 5 метрів. Це дозволило порівняти ефективність вогняних вихорів зі звичайним методом спалювання за різних вітрових умов.
Результати показали, що за певних умов вогняні вихори горіли чистіше та повніше. Висота полум’я була майже вдвічі більшою, а тепло ефективніше передавалося по всій поверхні нафтової плями.
Крім того, температура полум’я у вогняних вихорах досягала приблизно 1000 °C, тоді як під час традиційного спалювання вона становила близько 700 °C.
За розрахунками авторів дослідження, використання вогняних вихорів потенційно може:
-
збільшити швидкість згоряння нафти до 40%;
-
скоротити викиди сажі до 40%;
-
досягти ефективності використання пального до 95%.
Проте, дослідники наголошують, що ці результати залежать від умов проведення робіт. Більш товстий шар нафти або сильний вітер можуть спричинити передчасне згасання полум’я. Найкращі показники вогняні вихори наразі демонструють лише за спокійної погоди.
«Вогняні вихори неймовірно потужні та можуть бути надзвичайно корисними. Але вони також чутливі та досягають високої ефективності лише за сприятливих умов», – пояснила Елейн Оран.
Автори роботи також зазначають, що масштабування цієї технології наразі залишається невирішеним питанням. Зокрема, стіни, що використовувалися під час експериментів для формування вихору, могли одночасно обмежувати доступ кисню, посилювати вплив вітру або навіть пригнічувати полум’я.
Окремою проблемою є те, що реальні умови у відкритому морі значно складніші, ніж під час польових випробувань. Через постійну зміну хвиль та турбулентність води повністю відтворити морське середовище в експерименті практично неможливо.
Незважаючи на це, дослідники вважають, що отримані результати свідчать про перспективність нетрадиційного підходу до ліквідації нафтових розливів. У майбутньому навколо забруднених ділянок можуть застосовуватися мобільні конструкції, які допомагатимуть формувати вогняні вихори та робити очищення водойм більш ефективним.
Нагадаємо, поки кліматологи б’ють на сполох через майбутній супер Ель-Ніньйо, який може стати найруйнівнішим за всю історію метеорологічних спостережень, міжнародна група дослідників запропонувала радикальний спосіб його зупинити – штучно затінити Сонце.
Коментарі Сортувати: Нові Старі Популярні Надіслати