Instalacja fotowoltaiczna z magazynem energii

Poznaj orientacyjne koszty

Nowe badania nad pływalnością metalowych elementów. Potencjalne znaczenie dla infrastruktury offshore

Nowe badania nad pływalnością metalowych elementów. Potencjalne znaczenie dla infrastruktury offshore

Naukowcy z USA pokazali, że metalowe elementy mogą zachować pływalność nawet wtedy, gdy zostaną poważnie uszkodzone. Nie jest to efekt użycia nowego materiału, lecz odpowiedniego zaprojektowania powierzchni i kształtu konstrukcji. Choć badania są na wczesnym etapie, mogą mieć znaczenie dla bezpieczeństwa infrastruktury morskiej, w tym instalacji offshore.

925x200 6
Reklama

Zasada działania konstrukcji

Badania dotyczą aluminiowych rur, których wnętrze zostało specjalnie przygotowane tak, aby silnie odpychało wodę. Taka powierzchnia – nazywana superhydrofobową – sprawia, że w środku rury utrzymuje się powietrze. To właśnie ono odpowiada za wyporność, nawet gdy element jest długo zanurzony. Kluczowy jest też kształt. Rury mają zamkniętą formę oraz prostą przegrodę w środku, która zapobiega ucieczce powietrza przy zmianie położenia elementu.

Testy w laboratorium

Konstrukcje badano w warunkach laboratoryjnych przez kilka tygodni. W tym czasie elementy pozostawały długo zanurzone w wodzie, były celowo uszkadzane poprzez wykonywanie licznych otworów oraz poddawane zmianom położenia, w tym ustawieniu w pozycji pionowej.

Mimo to rury zachowywały pływalność i nie wypełniały się wodą. Badacze testowali elementy o różnych rozmiarach, w tym rury o długości zbliżonej do pół metra, a także łączyli je w większe układy.

Od elementów do większych modułów

Pojedyncze rury mogą być łączone w moduły przypominające tratwy. W ramach demonstracji pokazano, że taki układ reaguje na ruch fal. Zespół zaprezentował również koncepcję pozyskiwania energii z tego ruchu, choć ma ona charakter wyłącznie pokazowy i nie jest gotowym rozwiązaniem energetycznym.

Najważniejszy wniosek dotyczy jednak nie samej energii z fal, lecz odporności takich modułów na zalanie i uszkodzenia.

Zakres i ograniczenia rozwiązania

Badania nie dotyczą całych statków ani dużych jednostek pływających i nie obejmują zachowania konstrukcji podczas sztormów ani pod wpływem dużych obciążeń. Opracowana technologia nie sprawia, że obiekty stają się niezatapialne, nie zastępuje klasycznych zabezpieczeń i nie eliminuje wszystkich zagrożeń. Może jednak spowolnić proces zalewania i zapewnić więcej czasu na reakcję w sytuacjach awaryjnych.

Możliwe zastosowania offshore

Takie podejście może znaleźć zastosowanie w elementach stale pracujących na wodzie:

  • platformach serwisowych,
  • bojach i modułach pływających,
  • elementach pomocniczych morskich farm wiatrowych,
  • infrastrukturze offshore narażonej na kolizje i uszkodzenia.

W tych przypadkach liczy się nie tylko wytrzymałość, ale także odporność na częściowe uszkodzenia.

Warunki morskie i trwałość

Zanim technologia trafi do praktyki, konieczne są testy w rzeczywistych warunkach morskich. Słona woda, korozja, osady biologiczne oraz długotrwałe zużycie mogą wpływać na trwałość powierzchni odpychającej wodę. Bez takich badań rozwiązanie pozostaje eksperymentalne.

Znaczenie dla infrastruktury offshore

Badania pokazują, że pływalność metalowych konstrukcji można zwiększać nie tylko przez uszczelnianie czy zwiększanie masy, lecz także przez odpowiedni kształt i przygotowanie powierzchni. Jeśli efekt utrzymywania powietrza okaże się trwały poza laboratorium, może on w przyszłości poprawić bezpieczeństwo infrastruktury offshore. Wraz z rozwojem morskiej energetyki odnawialnej takie rozwiązania mogą zyskiwać na znaczeniu, nawet jeśli nie obiecują całkowitego wyeliminowania ryzyka.

Zobacz też: Bałtyk jako magazyn CO₂. Czy Polska wykorzysta potencjał CCS na morzu?

Źródło: ScienceDaily, Univ. of Rochester, Adv. Funct. Mater.

Fot.: Canva

Artykuł stanowi utwór w rozumieniu Ustawy 4 lutego 1994 r. o prawie autorskim i prawach pokrewnych. Wszelkie prawa autorskie przysługują swiatoze.pl. Dalsze rozpowszechnianie utworu możliwe tylko za zgodą redakcji.