Redemoinhos de fogo azuis fazem combustão sem fumaça

Este é o redemoinho de fogo azul, quieto, silencioso e muito estável. [Imagem: Universidade de Maryland]

Redemoinhos de fogo

Um tornado de fogo, ou redemoinho de fogo, é uma das forças naturais mais devastadoras porque, além da força do vento, ele queima o que atingir.

Mas uma nova categoria desse fenômeno, que os pesquisadores batizaram de "tornado de fogo azul", promete aumentar a eficiência dos motores de automóveis e de vários processos industriais baseados na combustão, além de limpar o meio ambiente.

O fenômeno faz com que o processo de queima do combustível seja tão eficiente que não emite virtualmente nenhum material particulado, ou seja, ele queima sem emitir fumaça.

"Os redemoinhos azuis evoluem a partir dos tradicionais redemoinhos de fogo amarelo. A cor amarela é devida à irradiação de partículas de fuligem, que se formam quando não há oxigênio suficiente para queimar o combustível completamente," explica a professora Elaine Oran, da Universidade de Maryland, nos EUA.

O que a equipe descobriu é que, quando há oxigênio suficiente, a combustão é completa, o que significa uma queima mais eficiente, com pouca ou mesmo nenhuma emissão de fuligem, e de forma mais estável.

A equipe descobriu como fazer os tradicionais tornados de fogo amarelo converterem-se em redemoinhos azuis. [Imagem: Universidade de Maryland]

Redemoinho tranquilo e estável

A equipe garante que esta é a primeira vez que os redemoinhos de fogo foram estudados com vistas à sua aplicação prática, mesmo porque não se conhecem muitas técnicas para gerar esses vórtices de forma controlada em laboratório.

"Um redemoinho de fogo é normalmente turbulento, mas esse redemoinho azul é muito tranquilo e estável, sem qualquer sinal de turbulência audível ou visível. É uma descoberta realmente entusiasmante, que oferece importantes possibilidades dentro e fora dos laboratórios," disse o principal descobridor do fenômeno, Huahua Xiao.

A equipe pretende agora aprimorar a técnica para gerar redemoinhos de fogo azuis de forma controlada, tanto em ambiente confinado - sob uma caldeira ou dentro de um motor a combustão, por exemplo - como em ambiente aberto.

Neste último caso, eles estão propondo uma solução radical para lidar com os vazamentos de petróleo e outros combustíveis no mar e em rios e lagoas: criar redemoinhos de fogo azuis que saiam queimando todo o óleo superficial, sem produzir fumaça e sem nem mesmo aquecer a água por baixo.

Bibliografia:

From fire whirls to blue whirls and combustion with reduced pollution
Huahua Xiao, Michael J. Gollner, Elaine S. Oran
Proceedings of the National Academy of Sciences
DOI: 10.1073/pnas.1605860113

Madeira transparente anula inclinação do Sol e faz iluminação natural homogênea

A madeira transparente anula o ângulo de inclinação da luz conforme o Sol se move. [Imagem: University of Maryland/Advanced Energy Materials]

Travando o Sol

A madeira transparente, um material só descoberto neste ano, parece ser mais versátil e mais útil do que se imaginava a princípio.

Uma das equipes pioneiras no desenvolvimento desse novo material acaba de demonstrar que janelas e telhados feitos de madeira transparente não apenas garantirão maior eficiência energética e melhor isolamento térmico, como também permitirão um tipo de iluminação que não pode ser obtido com nenhum material conhecido hoje.

A grande vantagem, em comparação com o vidro, por exemplo, é que a madeira transparente elimina o ofuscamento causado pelo brilho excessivo e garante uma iluminação uniforme ao longo do dia, independentemente da posição do Sol - ela anula o ângulo de inclinação da luz conforme o Sol se move.

Os canais na madeira dirigem a luz visível diretamente através de todo o painel de madeira transparente, mas a estrutura celular da madeira que permanece no material final direciona a luz sempre do mesmo modo. Além disso, esses resquícios dos canais celulares geram um efeito de "neblina", o que significa que a luz não incide diretamente sobre os olhos.

"Isso significa que o seu gato não terá de se levantar a cada poucos minutos para se ajustar ao seu agradável facho de Sol," explica Tian Li, da Universidade de Maryland, nos EUA. "A luz do Sol vai ficar sempre no mesmo lugar. Além disso, o quarto fica o tempo todo com uma iluminação homogênea."

Madeira transparente

Trabalhar com a madeira transparente é semelhante a trabalhar com a madeira natural. A madeira transparente, porém, é à prova d'água, devido ao polímero que entra em sua composição. Além disso, ela é muito menos quebrável do que o vidro porque sua estrutura celular interna resiste ao estilhaçamento.

O próximo passo é começar a construir painéis de madeira transparente maiores, que possam ter aplicações práticas - a equipe trabalhou com quadrados de 2 cm x 2 cm.

Bibliografia:

Wood Composite as an Energy Efficient Building Material: Guided Sunlight Transmittance and Effective Thermal Insulation
Tian Li, Mingwei Zhu, Zhi Yang, Jianwei Song, Jiaqi Dai, Yonggang Yao, Wei Luo, Glenn Pastel, Bao Yang, Liangbing Hu
Advanced Energy Materials
DOI: 10.1002/aenm.201601122