As explosões são realmente importantes para os avanços científicos. Assim, os investigadores formaram uma coligação world para criar um laboratório inteiro dedicado a fazer as coisas explodirem.
Em um recente declaraçãoa Texas A&M College anunciou o lançamento do Instalação de teste de pesquisa de detonação (DRTF), o maior laboratório do mundo para experimentação de explosões controladas. De acordo com a universidade, o laboratório irá “transformar energia bruta em avanços físicos” em uma variedade de disciplinas científicas. Além de explorar a física da combustão em engenharia, astrofísica e muito mais, as instalações da DRTF permitirão que especialistas examinem como as explosões podem levar a desastres industriais.
“O DRTF é uma grande instalação de engenharia que projetamos para ser capaz de criar explosões e controlá-las em grande escala. [unattainable] em um laboratório ou planta de tamanho regular”, disse o diretor técnico Scott Jackson em um vídeo no laboratório. “Assim, podemos estudar o que é necessário para transformar uma chama em uma detonação… ou apagá-la completamente, para que não tenhamos que nos preocupar com a possibilidade de perda de vidas ou danos materiais.”
Iniciando um incêndio
A instalação foi aprovado em 2021 e encerrou sua fase de segurança e comissionamento ano passado. A ideia do laboratório surgiu, na verdade, da comunidade de mineração de carvão. Especificamente, a comunidade mineira e os funcionários do governo queriam que os cientistas avaliassem se o gás pure iria explodir e detonar.
O laboratório ultimate pode fazer isso e muito mais. O DRTF reproduz especificamente detonações ou explosões em espiral a partir de ondas de choque de chamas em movimento rápido, neste caso através de um tubo cheio de ar com metano com cerca de 152 metros de comprimento. A configuração é fechada com paredes de aço e um silenciador coberto de terra para minimizar o ruído. Através de todos os estágios da detonação, sensores avançados e diagnósticos a laser registram a dinâmica caótica das chamas para análise científica.
“Dependendo do combustível, das condições do combustível e do gás de fundo, a ignição gera chamas turbulentas de alta velocidade (deflagrações) e gera ondas de choque”, Elaine Orãdiretor científico da DRTF e pesquisador aeroespacial da Texas A&M College, disse ao Gizmodo por e-mail. “A região por trás das ondas de choque pode fazer uma transição ‘espontânea’ para detonações.”
“Há muito nervosismo porque, você sabe, algo nessa escala com esse tipo de energia – você simplesmente não consegue evitar o nervosismo”, disse Zachary Weidman, estudante de doutorado na Texas A&M College, no vídeo. “Então, neste momento, estamos começando a distribuir os papéis [and] preparando-se para trazer outros pesquisadores que gostariam de observar determinados fenômenos.”
Ciência explosiva
Mais uma vez, as explosões estão por toda parte na ciência, desde a menor até a maior escala. Nosso universo começou com uma grande explosão. Estrelas moribundas extinguem-se numa detonação caótica de gás cósmico, poeira e gravidade – uma supernova – e por vezes espiralam em buracos negros. Os nanodiamantes, um diamante extremamente pequeno, mas resistente, surgem de minidetonações de átomos de carbono amontoados em estruturas compactas.
“Uma explosão em qualquer contexto é uma liberação localizada de energia tão forte e rápida que gera uma onda de choque”, disse Oran ao Gizmodo. “O DRTF será usado para aprofundar aspectos de explosões que vão desde o comportamento mais basic de fluidos com liberação de energia localizada até os efeitos em obstáculos e materiais circundantes ou embutidos.”
Em escalas (comparativamente) menores, a detonação poderia impulsionar aeronaves hipersônicas de próxima geração. Jackson explicou que o DRTF, em menos de cinco segundos, pode produzir detonações a Mach 5, ou cinco vezes a velocidade do som. Os motores baseados em detonação, se implementados, avançariam utilizando a rápida liberação de explosões em velocidades extremas.
“Tudo o que aprendemos sobre a geração e interações das ondas de reação contribui para a base de conhecimento e ajuda em questões que vão desde a segurança até a propulsão do motor e a origem do universo”, disse Oran.
