Krakowscy naukowcy stworzyli generator fal uderzeniowych do rozbijania zastałej warstwy zanieczyszczonego powietrza.
Podczas wizyty u lekarza niejednokrotnie usłyszymy, aby uprawiać sport na świeżym powietrzu lub choć spacerować. Trenerzy personalni zachęcają, aby każdego dnia kroczyć przed siebie z podniesioną głową i, co ważne, oddychać pełną piersią. W warunkach miejskich, zwłaszcza w sezonie zimowym, te rady mogą przynieść więcej szkody niż pożytku. Z danych Światowej Organizacji Zdrowia wynika, że aż 90 proc. ludzi na świecie oddycha zanieczyszczonym powietrzem. A rocznie nawet 4,2 mln osób umiera z powodu złej jego jakości.
Czym jest smog, uczą się już nawet dzieci w przedszkolach. Jak skutecznie z nim walczyć? Odpowiedź na to pytanie przysparza wielu kłopotów. Wynalazcy dwoją się i troją, oferując różne rozwiązania, z których najpopularniejsze są filtry lub chemiczne reaktory. Ich wykorzystanie ma poważne mankamenty - choćby to, że działają na niezbyt dużym obszarze, przez co nie są zbyt wydajne w miastach.
Naukowcy z Wydziału Energetyki i Paliw Akademii Górniczo-Hutniczej im. Stanisława Staszica w Krakowie zaproponowali inne rozwiązanie. Opracowali swoistą strzelbę o nazwie ITI, którą można rozbijać zastygłą w powietrzu temperaturową warstwę inwersyjną. Co to takiego? - To warstwa znajdująca się na wysokości ok. 50-300 m nad poziomem terenu, w której gradient temperatury powoduje, iż ciepłe powietrze nie unosi się do góry. Prowadzi to do gromadzenia się zanieczyszczeń przy gruncie - wyjaśnia dr inż. Janusz Zyśk, członek zespołu naukowców z AGH. I dodaje, że takie warstwy roztaczają się nie tylko nad Krakowem, lecz także nad wieloma innymi polskimi i zagranicznymi miastami.
Dziesięcioosobowy zespół naukowców pod kierownictwem prof. dr. hab. inż. Jacka Leszczyńskiego stworzył generator w kształcie lejka, w którym - w wyniku eksplozji gazu palnego z powietrzem - powstają cykliczne dźwiękowe fale uderzeniowe. Rozbijają one warstwę inwersyjną, uruchamiając tym samym naturalne procesy oczyszczania się powietrza.
Co ważne, generator nie strzela na oślep. Wynalazek obejmuje także system monitorowania jakości powietrza w postaci drona wyposażonego w aparaturę pomiarową. Na podstawie pozyskanych przy jego pomocy informacji dobierane są najefektywniejsza częstotliwość i czas trwania fal uderzeniowych.
Przeprowadzone przez naukowców testy potwierdzają skuteczne działanie urządzenia. Podczas jednego z eksperymentów dziesięciominutowe strzelanie falami z generatora zredukowało bezpośrednio nad nim stężenie szkodliwych pyłów PM10 o 70 proc. i PM2,5 o 50 proc. Pomiary dokonane w odległości 2,5 km od generatora wykazały zaś redukcję stężenia pyłów odpowiednio o 18 i 20 proc. - Zapotrzebowanie na technologię interwencyjnego oczyszczania powietrza jest ogromne. Nasz pionierski wynalazek nie ma konkurencji - przekonuje dr inż. Zyśk. Rozwiązanie zdążyło już zresztą zachwycić kapitułę konkursu The International Exhibition of Inventions of Geneva 2021, która przyznała generatorowi fal złoty medal.
Wynalazek jest w pełni mobilny, przez co można go łatwo transportować w najbardziej zanieczyszczone rejony. Z urządzenia mogłyby skorzystać samorządy, spółki komunalne oraz firmy zajmujące się komercyjnie ochroną powietrza. Koszt wytworzenia pierwszych 4-5 sztuk produktu szacuje się na 1-2 mln zł.
/>
Fale dźwiękowe poprawią jakość powietrza [KOMENTARZ]
Zanieczyszczenie środowiska stanowi problem, z którym przychodzi nam zmagać się każdego dnia. Rosnące góry odpadów na wysypiskach czy ogrom plastikowych śmieci w morzach i oceanach to wierzchołek góry lodowej. Wciąż niewiele osób zdaje sobie sprawę z tego, iż to, czym oddychamy, ma równie wielkie znaczenie dla zdrowia jak to, co spożywamy. Zanieczyszczenie powietrza stanowi poważne zagrożenie, szczególnie że konsekwencje widoczne są dopiero po latach. Najbardziej niebezpieczny dla nas jest drobny pył zawieszony PM2,5, odpowiedzialny za szereg chorób i problemów zdrowotnych, jak przedwczesne zgony, nowotwory, alergie itp.
Jednym z czynników odpowiedzialnych za obserwowany wzrost zanieczyszczenia na danym obszarze jest zanik naturalnego pionowego ruchu powietrza. Zastrzegane przez naukowców z AGH rozwiązanie umożliwia jego przywrócenie – dzieje się tak dzięki emisji fal dźwiękowych. Krakowscy badacze zapewniają, że ich wynalazek może przyczynić się do rozproszenia pyłów PM2,5 i PM10 nawet w 70 proc. Europejska Agencja Środowiska szacuje, że podniesienie jakości powietrza do poziomu zgodnego z zaleceniami WHO może zapobiec ponad połowie przedwczesnych zgonów, dlatego też analizowane rozwiązanie może przynieść szereg korzyści nie tylko ekonomicznych, lecz także społecznych.
Zgłoszony do opatentowania wynalazek pozwala na doraźną poprawę jakości powietrza w miejscach, w których wzrost zanieczyszczeń spowodowany jest warunkami atmosferycznymi. Warto zwrócić też uwagę na to, że naukowcy AGH, decydując się na współpracę z rzecznikiem patentowym, opracowali rozwiązanie, które może być przedmiotem nie tylko publikacji naukowej, lecz także produktem prawnie chronionym.
Eureka! DGP
Trwa dziewiąta edycja konkursu „Eureka! DGP - odkrywamy polskie wynalazki”. Do udziału zaprosiliśmy polskie uczelnie, instytuty badawcze i jednostki naukowe PAN. Od dziś do czerwca w Magazynie DGP będziemy opisywać wynalazki nominowane przez naszą redakcję do nagrody głównej. Rozstrzygnięcie konkursu nastąpi na specjalnej gali pod koniec czerwca, zaś podsumowanie cyklu ukaże się w Magazynie DGP. Główną nagrodą jest 30 tys. zł dla zespołu, który pracował nad zwycięskim wynalazkiem, ufundowane przez Mecenasa Polskiej Nauki - firmę Polpharma, oraz kampania promocyjna dla uczelni lub instytutu o wartości 50 tys. zł w mediach INFOR PL SA (wydawcy Dziennika Gazety Prawnej), ufundowana przez organizatora. Strona internetowa konkursu: eureka.dziennik.pl
