Crédito:Jim Young, UIC
Los derrames de petróleo en el océano tienen un impacto devastador en el medio ambiente. Más de 400, 000 galones de petróleo se derraman en los océanos cada año, afectando a cientos de millas cuadradas y matando a más de 50, 000 animales acuáticos. Solo en 2019, cinco derrames de petróleo, tres clasificados como de mayor a medio, devastaron ecosistemas.
Investigaciones anteriores han investigado las formas en que se propagan las manchas de petróleo, pero los científicos e ingenieros comprenden menos lo que sucede cuando un chorro de petróleo sale a muy alta presión y choca con el agua. Saber lo que hace una gota de aceite cuando golpea el agua inicialmente será clave para hacer que las limpiezas de derrames de petróleo sean más eficientes. y este es el tema de una nueva investigación realizada por el profesor asistente Anand Sushant y Varun Kulkarni, un investigador postdoctorado.
Su trabajo muestra que las gotas de aceite de un chorro de alta presión, como el rocío que brota de un barco averiado, viajaron grandes distancias y mostraron comportamientos diferentes a los de una mancha de aceite. Dependiendo de ciertas propiedades, Anand y Kulkarni encontraron, una gota de un chorro oscilará durante un período de tiempo y luego se esparcirá.
"Queremos entender qué sucede durante el contacto inicial cuando una gota de petróleo toca la superficie del océano, "Anand dijo." Después de un tiempo, forma una película. ¿Cómo sucedió esta transición? ¿Qué controla el crecimiento de esta propagación? Eso es lo que estamos tratando de entender ".
Los investigadores probaron 11 crudos diferentes y observaron cómo se propaga cada uno. Sus hallazgos demuestran que las propiedades del aceite, como la viscosidad y la tensión superficial, afectan la forma en que los contaminantes se esparcen por la superficie.
"Cuando el aceite es menos viscoso, como el agua, se salta el agua y deja manchas de aceite en cada lugar que golpea, ", Dijo Kulkarni." Cuanto más grueso, o más viscoso, el aceite, más lento se dispersará ".
El siguiente paso en su investigación es probar una mezcla de aceites para ver qué sucede. También experimentarán con la adición de nanopartículas al aceite, que podría alterar el comportamiento por completo, Dijo Kulkarni.
Al mejorar la comprensión de los pasos iniciales de cómo el aceite se esparce desde un chorro de alta presión, la investigación tiene el potencial de mejorar las estrategias de limpieza, reducir el daño causado por los derrames de petróleo, y prevenir la contaminación del aceite.
"La investigación que hacemos en el laboratorio, en mi mente, debe ser un servicio a la humanidad, "Anand dijo." Debe haber un propósito detrás de la investigación, y el propósito aquí impacta a las personas ya nuestra sociedad en todo el mundo ".
Los investigadores adicionales que trabajan en la investigación incluyen Yashasvi Venkata Lolla, ahora en el Instituto Politécnico de Virginia y la Universidad Estatal; Suhas Tamvada, ahora en la Universidad de Florida; y Nikhil Shirdade en UIC. La financiación de la investigación fue posible gracias a un premio EAGER de la National Science Foundation para estudiar la dinámica de la deshumectación en las interfaces líquido / aire.
Un artículo sobre la investigación está disponible en el Journal of Colloid and Interface Science bajo el título "Coalescencia y dispersión de gotas en charcos líquidos".