Наші океани постійно під загрозою. Окрім забруднення пластиком, нафтові розливи є відомими руйнівниками морського середовища.

Вони також ставлять перед командами з очищення складну дилему: дозволити нафті розсіятися чи підпалити її?

Спалювання на місці може допомогти уповільнити поширення та очистити нафту, але також має недоліки, такі як утворення густого чорного диму та токсичного сажі.

Щоб обійти ці проблеми, вчені можуть знайти радикальне рішення: гігантські вогняні торнадо.

На відміну від традиційних методів запалювання нафти, полум'я цих вогняних вихорів поширюється вгору, а не вбік. Виникаючий вортекс діє як природний суперзарядник, всмоктуючи кисень для живлення гарячого, ефективнішого вогню, який може випаровувати нафту до того, як вона просочиться в осад або охопить морські середовища.

"Це перший раз, коли хтось задумався про використання вогняних вихорів для очищення нафтових розливів, і це лише початок", - пояснює Елейн Орн, інженер аерокосмічної техніки в Техаському університеті A&M і один з авторів дослідження.

"Наша мета - використати хаотичну природу вогняних вихорів як потужний, точний інструмент відновлення, щоб захистити узбережжя, морські екосистеми та навколишнє середовище в цілому".

Ця техніка може допомогти пом'якшити катастрофи, такі як катастрофа на Deepwater Horizon у 2010 році, вибух нафтової платформи, що призвів до найгіршого нафтового розливу в історії.

Ця подія забрала життя 11 людей, знищила незліченну кількість морських тварин і зруйнувала морські екосистеми, викликавши каскад негативних наслідків, які відчуваються більше ніж через десятиліття.

Дослідники раніше продемонстрували ефективність вогняних вихорів, але в умовах лабораторії. Це дослідження описує першу в своєму роді оцінку масштабованості та ефективності для застосування в очищенні нафтових розливів.

Дослідники, підтримувані Бюро безпеки та охорони навколишнього середовища (BSEE), провели кілька польових тестів, використовуючи 1,5-метровий басейн, покритий сирою нафтою, оточений трьома 5-метровими стінами.

Вони порівняли ефективність вертикально горючих вогняних вихорів з традиційним методом спалювання на місці - горизонтальними вогняними басейнами - за різних умов вітру.

Дослідники виявили, що вогняні вихори іноді горять чистіше і повніше, з майже вдвічі більшою висотою полум'я та кращою здатністю передавати тепло через нафтові плівки.

Вихори також можуть горіти гарячіше, досягаючи приблизно 1 900 градусів за Фаренгейтом (1 000 градусів за Цельсієм), у порівнянні з приблизно 1 300 градусами за Фаренгейтом (700 градусів за Цельсієм) для вогняних басейнів.

В цілому, вогняні вихори демонструють потенціал збільшити швидкість горіння до 40 відсотків, зменшити викиди сажі до 40 відсотків і досягти до 95 відсотків споживання пального.

Однак ці показники можуть бути сильно залежними від умов. Товстіший нафтовий розлив або сильніший вітер можуть сприяти передчасному гасінню, а підвищена ефективність вогняних вихорів досягається лише в спокійних умовах.

"Вогняні вихори є надзвичайно потужними і можуть бути надзвичайно корисними. Але вони також чутливі і досягають високої ефективності лише за ідеальних умов", - говорить Орн.

Таким чином, масштабованість вогняних вихорів залишається незрозумілою і потребує подальшого вивчення.

Це дослідження підкреслює незвичайний підхід до очищення наших океанів і захисту морського життя.

Цікавий факт

Вогняні вихори можуть досягати температури до 1 900 градусів за Фаренгейтом, що робить їх надзвичайно ефективними для спалювання нафти.