Нафтові розливи становлять одну з найсерйозніших небезпек для морських екосистем, а їхня ліквідація досі пов’язана з чисельними складнощами. Нове дослідження припускає, що в майбутньому для очищення водних поверхонь можуть застосовуватися величезні вогняні торнадо. За результатами випробувань, подібний метод може спалювати нафту швидше, ефективніше та з меншими викидами кіптяви, хоча технологія ще потребує подальших досліджень.
Про це повідомило видання Science Alert.
Фахівці зазначають, що розливи нафти несуть значний ризик для океанічних просторів. У процесі усунення таких інцидентів одним із методів є спалювання нафти безпосередньо на водній поверхні. Це допомагає обмежити її поширення, проте має й суттєві мінуси: під час цього процесу утворюються щільний темний дим, отруйна кіптява та залишки незгорілої нафти.
Саме тому дослідники вирішили випробувати альтернативний підхід — використання вогняних вихорів. На відміну від звичного спалювання, де полум’я розповсюджується переважно горизонтально, вогняний торнадо спрямовує його вертикально. Вихор діє як природний підсилювач повітря: він активно втягує кисень, підтримуючи більш інтенсивне та гаряче горіння. Завдяки цьому нафта може випаровуватися оперативніше, ще до того, як вона проникне в донні шари або спричинить значну шкоду морським екосистемам.
За словами співавторки роботи, інженерки аерокосмічної галузі Техаського університету A&M Елейн Оран, це перше дослідження, в якому запропоновано використовувати вогняні вихори саме для ліквідації нафтових розливів.
«Це перший випадок, коли хтось задумав застосувати вогняні вихори для усунення наслідків розливу нафти, і це насправді лише початок», — зазначила дослідниця.
Вона додала, що команда прагне трансформувати хаотичну природу вогняних вихорів на точний інструмент для захисту узбережжя, морських екосистем та навколишнього середовища.
Дослідники припускають, що така технологія згодом може допомогти під час ліквідації великих екологічних катастроф, подібних до аварії на нафтовій платформі Deepwater Horizon у 2010 році. Тоді вибух призвів до найбільшого розливу нафти в історії США, спричинив загибель 11 людей, а морські екосистеми зазнали масштабних руйнувань.
Раніше вчені вже демонстрували можливості вогняних вихорів у лабораторних умовах. Однак теперішня робота стала першою масштабною оцінкою того, чи можна застосувати цю технологію для ліквідації реального розливу нафти.
Для проведення експериментів за підтримки Бюро безпеки та екологічного контролю США (BSEE), заснованого після аварії Deepwater Horizon, дослідники використали резервуар шириною 1,5 метра, вкритий сирою нафтою. Навколо нього встановили три стіни заввишки 5 метрів. Це дозволило порівняти ефективність вогняних вихорів зі звичайним методом спалювання за різних умов вітру.
Результати показали, що за певних обставин 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 сягала приблизно 1000 °C, тоді як під час традиційного спалювання вона становила близько 700 °C.
За розрахунками авторів дослідження, застосування вогняних вихорів потенційно дозволяє:
збільшити швидкість згоряння нафти до 40%;
зменшити викиди кіптяви до 40%;
досягти ефективності використання палива до 95%.
Втім, 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 і 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 поки залишається невирішеним питанням. Зокрема, стіни, які 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 і турбулентність води повністю відтворити морське середовище в експерименті практично неможливо.
Попри це, дослідники вважають, що отримані результати свідчать про перспективність нетрадиційного підходу до ліквідації нафтових розливів. У майбутньому навколо забруднених ділянок можуть використовувати мобільні конструкції, які допомагатимуть формувати вогняні вихори та робити очищення водойм ефективнішим.
Читають зараз: Найсильніший Ель-Ніньо в історії наближається: що планують зробити вчені.
Чому ви можете довіряти vesti-ua.net →
