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Uma maneira de reduzir a vergonha de voar pode estar em um anel de chamas. E no gás que é gerado em um banheiro externo.
O mundo inteiro está ansioso para ter uma maneira de voar mais ecologicamente correta. Enquanto algumas pessoas tentam cobrir os telhados dos planos com células solares ou encher os tanques de combustível com óleo de fritura usado, o pesquisador Nicholas Worth, da NTNU, está estudando um anel de chamas no valor de milhões de euros da UE.
Poluindo menos
A pesquisa de Worth pode levar à redução das emissões de poluição dos motores de aeronaves de hoje ou tornar o combustível ecologicamente correto mais econômico.
Algumas das partículas de escapamento mais prejudiciais são os óxidos de nitrogênio. Este é um gás inodoro e incolor que se forma quando os motores queimam em alta temperatura. Esse tipo de poluição pode causar problemas de função pulmonar em pessoas asmáticas. Na pior das hipóteses, pode desencadear asma. O diesel emite mais desse tipo de poluição do que a gasolina. Os carros elétricos não emitem nada. Os aviões emitem muito.
Muita poluição nos aeroportos
“Você vai encontrar muitos desses gases nos aeroportos. Além disso, você tem as emissões de gases de efeito estufa que vêm da combustão do próprio combustível, "Worth diz.
Embora algumas pessoas acreditem que as emissões de gases de efeito estufa das aeronaves representam 2% das emissões globais, outros acreditam que o número é superior a dez por cento. Talvez ninguém possa chegar a um número exato, mas visto de uma base individual, os voos são uma fonte de altas emissões por pessoa.
Para entender como um anel de chamas pode levar a um transporte de aeronaves mais ecológico, precisamos dar um mergulho minúsculo no motor de uma aeronave.
Aeronave movida por uma forma de parafina
Os aviões têm um motor de turbina a gás movido a gasolina de aviação. Isso é derivado do petróleo e, muito simplificado, pode ser referido como óleo de lâmpada, parafina ou querosene. É fácil de iluminar, funciona muito bem e não é muito amigo do ambiente.
É exatamente aqui que entra o trabalho de Worth.
Independentemente de saber se uma aeronave é movida a óleo de lâmpada, hidrogênio, gasolina de aviação ou óleo de cozinha, os gases que são produzidos quando ele é queimado em alta temperatura são os que criam energia e pressão para levantar o avião.
No motor da aeronave, o combustível é queimado em uma câmara de combustão em forma de anel contendo várias chamas individuais.
Chamas instáveis usam mais gasolina
A forma da câmara pode fazer com que as chamas que consomem o combustível mudem de forma, piscar mais, ou ficar completamente instável. Na linguagem da física, isso é chamado de instabilidade termoacústica.
As chamas que se tornam instáveis farão mais som, e as ondas sonoras criadas afetarão as outras chamas na câmara. Isso torna mais difícil projetar motores de aeronaves com baixas emissões do que com altas emissões.
A data, o processo de estudar uma chama foi feito uma chama de cada vez. Por contraste, Vale a pena estudar entre 12 e 18 chamas em um anel, em uma variedade de câmaras de combustão e com vários tipos de combustíveis, como gás metano, hidrogênio e amônia.
"As câmaras de combustão vêm em todos os tipos de tamanhos. Em helicópteros, eles são pequenos, em jatos eles são grandes e em usinas de energia enormes. Até aqui, ninguém foi capaz de prever se uma pequena mudança na câmara resultaria em uma mudança em todo o motor. Ou como as chamas na câmara mudam conforme o combustível muda, "diz Worth.
Avanço internacional
Worth já obteve resultados. Seu trabalho é considerado um avanço internacional, e pode ser decisivo para saber se os fabricantes de motores podem desenvolver novos motores com baixas emissões de gases de efeito estufa e de óxido de nitrogênio.
"Ter um conhecimento básico da física da instabilidade criada pelas chamas é necessário para que possamos desenvolver ferramentas para controlá-las, e evitar instabilidade ao projetar motores. A gasolina de aviação queima de uma maneira, enquanto o hidrogênio queima de uma maneira completamente diferente. Entender isso tornará mais fácil projetar motores que podem queimar diferentes tipos de combustível, por exemplo. Isso resultará em menos poluição do escapamento, "Worth diz.
Yara um dos maiores fabricantes mundiais
O hidrogênio é o gás que é criado a partir da água, e vários pesquisadores o consideram a melhor alternativa para um combustível ecologicamente correto, pois pode ser produzido e utilizado inteiramente sem emissões de gases de efeito estufa. Que vale a pena, por outro lado, acredita que a amônia pode ter ainda mais potencial do que o hidrogênio como combustível para motores de turbina a gás.
Os motores movidos a gás queimam seu combustível em uma câmara. No passado, pesquisadores estudaram a combustão nessas câmaras estudando chamas individuais, não um número de chamas em uma câmara, como é comum em aplicativos do mundo real. Nicholas Worth, da NTNU, estuda 12 ou 18 chamas em uma câmara circular. Crédito:NTNU
A amônia é um gás incolor que forma a base da moderna produção de fertilizantes. Este também é o gás que se forma quando a urina é deixada em pé, como em um banheiro externo.
"A amônia é mais fácil de transportar, mais fácil de armazenar, e menos pressão é necessária para convertê-lo para a forma líquida do que o hidrogênio. A amônia também queima mais lentamente do que o hidrogênio, "Worth diz.
A norueguesa Yara está entre as maiores fabricantes mundiais de amônia. O estado norueguês é o maior acionista da Yara.
“As pesquisas realizadas na NTNU vão ajudar a reduzir a emissão de poluentes pelos motores das aeronaves, e permitirá maior flexibilidade de combustível para turbinas a gás estacionárias usadas para geração de energia, "Worth disse.
Uma grande parte das emissões de gases de efeito estufa da Noruega vêm de usinas movidas a gás em plataformas de petróleo offshore. Este gás natural é um combustível fóssil.
"Se amônia ou hidrogênio fossem usados em vez de gás natural, então esta seria uma excelente maneira de reduzir as emissões de gases de efeito estufa da Noruega, "Worth disse.
Ainda usando tecnologias antigas que poluem
Edgar Hertwich é professor da NTNU e da Yale University nos Estados Unidos. Ele diz que as tecnologias de que precisamos para reduzir as emissões já estão disponíveis. No entanto, as indústrias continuam a investir em tecnologias que queimam combustíveis fósseis.
De acordo com a política atual, a temperatura aumentará três graus em 2100 a quatro graus sem qualquer ação, ele disse. O mundo tem que reduzir as emissões muito mais rápido e buscar emissões zero até 2040 em vez de 2060, se quisermos limitar o aquecimento a 1,5 em vez de 2 graus.
"Os veículos elétricos se tornaram um sucesso, e em alguns lugares a energia solar é competitiva em comparação com os combustíveis fósseis. A redução de custos da energia eólica offshore fora do Reino Unido foi inesperadamente rápida. Apesar de tudo isso, CO 2 as emissões aumentaram 2% em 2018. A razão é que continuamos a desenvolver sistemas de energia baseados em combustíveis fósseis, como aeroportos, rodovias e usinas termelétricas a carvão, "Hertwich disse.
“As novas tecnologias não ajudarão se não usarmos a oportunidade para nos afastar das antigas. É um paradoxo que a energia dos combustíveis fósseis ainda receba mais subsídios do que as renováveis”.
