Pesquisadores do Departamento de Engenharia de Proteção contra Incêndios (FPE) da Universidade de Maryland publicaram uma revisão de 'redemoinhos de fogo' - um poderoso vórtice de chamas em redemoinho, muitas vezes a força destrutiva em incêndios urbanos e florestais - no Revisão Anual da Mecânica dos Fluidos . Seu tamanho, natureza imprevisível, e capacidade de propelir brasas em chamas (isto é, incendiários) longínquos apresentam muitos motivos para estudá-los, no entanto, essas chamas rodopiantes ainda são mal compreendidas.

A revisão - com co-autoria do pós-doutorando da FPE Ali Tohidi e Huahua Xiao, um associado de pesquisa do Departamento de Engenharia Aeroespacial (AE) - cobre o desenvolvimento do campo, entendimento atual, e uma direção futura para a pesquisa.

O artigo começa com uma visão geral dos fatores influentes que governam a dinâmica do redemoinho de fogo, como a velocidade do vento, temperatura, efeitos de circulação, e tipo de combustível. Redemoinhos de fogo são normalmente formados no laboratório por paredes ou ventiladores; Contudo, uma ampla gama de condições foi observada para formar redemoinhos de fogo na natureza, onde eles podem alcançar mais de 1, 000 pés de altura com temperaturas acima de 2, 000 graus Fahrenheit. As condições comuns para a formação de redemoinhos de fogo incluem ventos sobre um incêndio em forma de L, no lado protegido de uma encosta, e a jusante de uma grande pluma de fogo. Existem três critérios essenciais para a formação de todos os redemoinhos:uma fonte de fogo, um mecanismo de turbilhão (como vento ou obstáculos), e uma força de atrito na parte inferior para a formação da camada limite.

Circulação - uma medida da rotação de partículas de fluido (dentro de um contorno fechado) em torno de seu centro de massa - é o principal fator que separa os redemoinhos de fogo dos que não rodam. Em um redemoinho de fogo, a altura das chamas e a taxa de combustão do fogo aumentam dramaticamente - os mecanismos responsáveis ​​por essas características ainda estão em debate. Além disso, a gama de condições responsáveis ​​pela formação de redemoinhos de fogo ainda não é totalmente compreendida.

"Embora esta publicação tenha fornecido uma ampla revisão do campo, necessário para o desenvolvimento futuro, "disse Michael Gollner, Professor associado da FPE e investigador principal (PI) na revisão, "ainda há muito a ser feito em termos de compreensão de como o redemoinho de fogo se forma, sua estrutura interna, e os efeitos do papel que desempenham durante incêndios extremos. "

Tohidi acrescentou, "O que é mais empolgante sobre esta análise são as inúmeras oportunidades para pesquisas e desenvolvimento futuros. A aplicação de novos modelos numéricos abrirá nossos olhos para todos os mecanismos fascinantes que ocorrem em redemoinhos de fogo, que poderia ser usado no futuro para aproveitar sua intensidade para uma combustão mais eficiente. "

O 'redemoinho azul, 'uma descoberta recente na UMD A. James Clark School of Engineering, apresenta exatamente essa oportunidade. Xiao, Gollner, e Elaine Oran (professora de AE) descobriu o fenômeno livre de fuligem, que inspirou o uso de redemoinhos de fogo para fornecer uma solução mais eficiente para remediação de derramamento de óleo e, potencialmente, combustão limpa. Se esta forma de combustão pudesse ser replicada em maior escala, poderia melhorar significativamente a eficiência da queima direta de combustíveis líquidos. Gollner e Oran recentemente receberam financiamento do Bureau de Segurança e Fiscalização Ambiental (BSEE) Divisão de Prontidão de Derramamento de Óleo para continuar seu estudo de redemoinhos de fogo especificamente para remediação de derramamento de óleo.