Le fuoriuscite di petrolio nell'oceano hanno un impatto devastante sull'ambiente. Più di 400, 000 galloni di petrolio vengono versati negli oceani ogni anno, colpendo centinaia di miglia quadrate e uccidendo più di 50, 000 animali acquatici. Solo nel 2019, cinque fuoriuscite di petrolio, tre classificate come ecosistemi devastati da gravi a medi.

La ricerca precedente ha studiato i modi in cui le maree nere si diffondono, ma scienziati e ingegneri capiscono meno cosa succede quando un getto di petrolio fuoriesce ad altissima pressione e si scontra con l'acqua. Sapere cosa fa una goccia d'olio quando colpisce inizialmente l'acqua sarà la chiave per rendere più efficienti le operazioni di pulizia delle fuoriuscite di petrolio, e questo è l'oggetto di una nuova ricerca condotta dall'assistente professore Anand Sushant e Varun Kulkarni, un ricercatore post-dottorato.

Il loro lavoro mostra che le goccioline di olio da un getto ad alta pressione, come lo spruzzo che sgorga da una barca danneggiata, hanno percorso grandi distanze e hanno mostrato comportamenti diversi da una marea nera. A seconda di determinate proprietà, Anand e Kulkarni trovarono, una goccia di un getto oscillerà per un periodo di tempo e poi si diffonderà.

"Vogliamo capire cosa succede durante il contatto iniziale quando una goccia di petrolio tocca la superficie dell'oceano, " Anand ha detto. "Dopo un po' di tempo, forma un film. Come è avvenuto questo passaggio? Cosa controlla la crescita di questo spread? Questo è quello che stiamo cercando di capire".

I ricercatori hanno testato 11 diversi greggi e hanno osservato come ciascuno si diffonde. Le loro scoperte dimostrano che le proprietà dell'olio come la viscosità e la tensione superficiale influiscono sul modo in cui i contaminanti si diffondono sulla superficie.

"Quando l'olio è meno viscoso, come l'acqua, salta sull'acqua e lascia macchie di olio in ogni punto che colpisce, " Kulkarni ha detto. "Il più spesso, o più viscoso, l'olio, più lentamente si disperderà."

Il prossimo passo nella loro ricerca è testare una miscela di oli per vedere cosa succede. Sperimenteranno anche l'aggiunta di nanoparticelle al petrolio, che potrebbe alterare completamente il comportamento, disse Kulkarni.

Migliorando la comprensione delle fasi iniziali di come l'olio si diffonde da un getto ad alta pressione, la ricerca ha il potenziale per migliorare le strategie di pulizia, ridurre i danni causati dalle fuoriuscite di petrolio, e prevenire la contaminazione dell'olio.

"La ricerca che facciamo in laboratorio, nella mia mente, dovrebbe essere un servizio all'umanità, " Anand ha detto. "Ci dovrebbe essere uno scopo dietro la ricerca, e lo scopo qui ha un impatto sulle persone e sulla nostra società in tutto il mondo".

Ulteriori investigatori che lavorano alla ricerca includono Yashasvi Venkata Lolla, ora al Virginia Polytechnic Institute e alla State University; Suhas Tamvada, ora all'Università della Florida; e Nikhil Shirdade all'UIC. Il finanziamento per la ricerca è stato reso possibile da un premio EAGER della National Science Foundation per studiare le dinamiche di dewetting alle interfacce liquido/aria.

Un articolo sulla ricerca è disponibile in Journal of Colloid and Interface Science sotto il titolo "Coalescenza e diffusione di gocce su pozze liquide".