Tornados de fogo podem transformar a limpeza de derrames de petróleo no oceano

Os nossos oceanos vivem sob ameaça permanente.

Para lá da poluição por plástico, de esgotos contaminados com fentanil e de banhistas nus que se besuntam com protectores solares prejudiciais aos recifes, há um destruidor particularmente temido no mar: os derrames de petróleo.

Quando o crude chega à água, as equipas de emergência enfrentam um dilema difícil e urgente: deixam o óleo dispersar-se ou incendeiam-no?

A queima no local (in situ) pode travar a propagação e reduzir rapidamente o volume de crude à superfície, mas tem custos: liberta fumo negro e denso, fuligem tóxica e um lodo nauseabundo de material que não ardeu.

Derrames de petróleo e o dilema da queima no local

Para contornar estas desvantagens, investigadores poderão ter encontrado uma alternativa pouco ortodoxa: tornados de fogo gigantes.

Ao contrário das técnicas convencionais de ignição de petróleo, em que a chama tende a alastrar lateralmente, nos tornados de fogo a combustão desenvolve-se sobretudo na vertical.

O vórtice que se forma funciona como um “supercompressor” natural, puxando oxigénio para alimentar uma chama mais quente e mais eficiente - capaz de vaporizar derrames antes de se infiltrarem nos sedimentos ou de engolirem habitats marinhos.

"É a primeira vez que alguém concebe usar redemoinhos de fogo para remediação de derrames de petróleo, e isto é realmente apenas o começo", explica Elaine Oran, engenheira aeroespacial na Texas A&M University e uma das co-autoras do estudo.

"O nosso objectivo é aproveitar a natureza caótica dos redemoinhos de fogo como uma ferramenta de recuperação poderosa e precisa, para proteger as linhas costeiras, os ecossistemas marinhos e o ambiente como um todo."

Esta abordagem, no futuro, poderá ajudar a reduzir catástrofes como o desastre da Deepwater Horizon, em 2010 - uma explosão numa plataforma petrolífera que originou o pior derrame de petróleo em alto-mar de que há registo.

Nesse episódio morreram 11 pessoas, foram devastados milhões incontáveis de animais marinhos e ficaram destruídos ecossistemas, desencadeando uma cascata de impactos negativos que ainda se fazem sentir mais de uma década depois.

Tornados de fogo: como o vórtice melhora a combustão

Já existiam demonstrações anteriores da eficácia dos redemoinhos de fogo, mas limitadas a cenários laboratoriais de menor escala. Neste trabalho, os autores descrevem uma avaliação inédita, em grande escala, da possibilidade de ampliar o método e da sua utilidade para remediação de derrames.

Com apoio do Gabinete de Segurança e Fiscalização Ambiental (BSEE) - criado em 2011 na sequência da catástrofe da Deepwater Horizon - a equipa realizou vários testes à escala de campo recorrendo a uma bacia com 1,5 metros de largura coberta por crude e rodeada por três paredes com 5 metros de altura.

Depois, compararam a eficiência dos redemoinhos de fogo, que queimam de forma predominantemente vertical, com o método clássico de queima no local - as chamadas “piscinas de fogo”, em que a combustão se espalha sobretudo na horizontal - sob diferentes condições de vento.

Resultados, números e limites em condições reais

Os resultados indicaram que, em determinadas situações, os redemoinhos de fogo podem queimar de forma mais limpa e mais completa, com quase o dobro da altura de chama e melhor capacidade de transferir calor ao longo das manchas de crude.

Também conseguem operar a temperaturas mais elevadas, atingindo aproximadamente 1,900 degrees Fahrenheit (1,000 degrees Celsius), em comparação com cerca de 1,300 degrees Fahrenheit (700 degrees Celsius) nas piscinas de fogo.

De forma global, os redemoinhos de fogo revelaram potencial para aumentar as taxas de queima até 40 percent, reduzir emissões de fuligem até 40 percent e alcançar até 95 percent de consumo de combustível.

Ainda assim, estes valores podem depender fortemente das condições. Um derrame mais espesso ou ventos mais intensos podem levar a que a chama se apague cedo demais, e a eficiência acrescida observada nos redemoinhos, por agora, só é alcançada quando o tempo está calmo.

"Os redemoinhos de fogo são incrivelmente poderosos e podem ser incrivelmente benéficos. Mas também são sensíveis e só atingem alta eficiência quando as condições são as certas", afirma Oran.

Por isso, a questão da escalabilidade continua em aberto e exige investigação adicional.

Há, por exemplo, um factor essencial no ensaio: as paredes que envolviam a experiência foram necessárias para formar o redemoinho, mas podem ter confinado demasiado o fenómeno, reduzindo a entrada de oxigénio, agravando o efeito desestabilizador do vento ou até bloqueando fisicamente as chamas.

Além disso, poderá ser impossível reproduzir de forma fiel as condições do mar em laboratório ou no terreno, tendo em conta a enorme dimensão envolvida e a turbulência da água, sempre em mudança.

Mesmo assim, o estudo sublinha uma via pouco convencional para limpar os oceanos e proteger a vida marinha - incluindo os nossos, infelizmente, tubarões intoxicados por cocaína.

Um dia, estruturas móveis semelhantes a paredes poderão ser colocadas à volta de derrames em combustão, transformando-os em tornados de fogo mais eficientes, com queima mais limpa e, convenhamos, com um nome muito mais impressionante.

"Este estudo é mais do que uma experiência: é um vislumbre de um futuro em que o fogo não é uma força de destruição, mas uma ferramenta para proteger os nossos oceanos e o planeta", diz Oran.

Esta investigação foi publicada na Fuel.