9.9.2018 14:00 | Veda

Zbohom námraza! Aj bez použitia dodatočnej energie a chemikálií

Námraza bude čoskoro minulosťou. Pomôže to najmä lietadlám.
Námraza bude čoskoro minulosťou. Pomôže to najmä lietadlám. Zdroj: iStockphoto

Pasívny systém pomôže ochrániť pred námrazou lietadlá aj elektrické vedenia.

Námraza, ktorá postupne hromadí ľad na rôzne plochy, môže spôsobiť katastrofu. Tejto hrozbe sú vystavené najmä lietadlá, veterné turbíny alebo nadzemné elektrické vedenia.

Na ich ochranu sa bežne používajú energeticky náročné vykurovacie systémy alebo chemikálie, ktoré sú však škodlivé pre životné prostredie.

Výskumníci z Massachusettského technologického inštitútu (MIT) vyvinuli nový, prekvapujúco jednoduchý pasívny protinámrazový systém.

Štúdiu publikoval vedecký žurnál Science Advances.

Postrach námraza

Námraza vzniká za veterného počasia v hmle, keď sa teplota vzduchu pohybuje mierne pod bodom mrazu. Ochladené kvapky mrznúcej hmly narážajú pod vplyvom vetra na povrchy rôznych objektov a začínajú k nim primŕzať. K nim sa pridávajú stále ďalšie a ďalšie.

Výsledok často pôsobí na pohľad úchvatne ale v mnohých prípadoch spôsobuje obrovské problémy až tragédie. Ak sa námraza tvorí dlhšiu dobu napríklad na veterných turbínach, ich výkonnosť sa rapídne zníži a navyše z nich môžu padať nebezpečne veľké kusy ľadu.

Nahromadenie ľadu na elektrickom vedení zase dokáže spôsobiť jeho roztrhnutie. Námraza je mimoriadne nebezpečná pre lietadlá. Zhoršuje ich aerodynamiku, znižuje vztlak a opadávajúce kusy ľadu môžu poškodiť motory alebo ovládacie prvky.

stanica iss
Čítajte aj Rusi ohrozili celú ISS. Dieru spôsobili sami, zatajili to

Ľad sa odplaví

Bežné spôsoby ochrany pred námrazou zahŕňajú zdĺhavé mechanické odstránenie ľadu, aktívny ohrev kritických plôch alebo použitie chemikálií. Ohrievanie býva často ekonomicky neakceptovateľné, preto sa často využívajú chemické látky so škodlivým etylénglykolom alebo korozívne soli.

V posledných rokoch sa veľa úsilia venovalo na vývoj protinámrazových povrchových úprav ako sú napríklad superhydrofóbne povrchy, povlaky z polymérov alebo povrchy impregnované lubrikantmi. Hoci sú tieto pasívne metódy sľubné, stále nepostačujú na úplnú elimináciu tvorby ľadovej pokrývky.

Nový pasívny spôsob ochrany je schopný odstrániť námrazu, ľad aj snehovú pokrývku na veľkých plochách. Pozostáva z troch tenkých vrstiev, ktoré sa nanesú na chránené plochy. Ľad sa pri styku s vrchnou vrstvou začne topiť. Vznikne vodný film, po ktorom sa vplyvom vetra alebo zemskej príťažlivosti ľahko skĺzne preč.

Video: Ľad sa na vrchnej vrstve začne topiť a odplavovať

(Zdroj: MIT)

Fototermálna pasca

Vrchná rozmrazovacia vrstva slúži ako fototermálna pasca. Zachytí až 95 percent dopadajúceho svetla a premení ho na teplo. Fungovala by aj samostatne, no iba na priamo osvetlených plochách.

Rozptyl tepla preto zabezpečuje druhá, hliníková vrstva. Vďaka nej sa ohrejú aj plochy, zotrvávajúce v tieni. Rýchla tepelná odozva hliníka zabezpečí ohrev zatieneného materiálu skôr, ako by mohlo dôjsť k námraze.

Aby sa teplo zbytočne nestrácalo vyžarovaním do podkladu, pridali vedci tretiu, izolačnú vrstvu z penového materiálu.

Nezamŕzajúce strechy

Tento pozoruhodne jednoduchý systém sa dá veľmi ľahko aplikovať na rôzne plochy a funguje aj pri umelom osvetlení. Všetky vrstvy sú údajne z lacného a dostupného materiálu.

Široké uplatnenie v rôznych odvetviach môže fototermálna pasca nájsť až po dôkladnom otestovaní jej životnosti. V niektorých stacionárnych aplikáciách by sa vraj mohla použiť takmer okamžite. Napríklad v podobe protinámrazových povrchov na strechách budov.

Diskusia 7 Príspevkov