Bir önceki yazımda modern dünyanın sorunlarından biri olan hava kirliliğinden söz etmiştim. Bu yazımda ise bu sorunun olası çözümlerinden söz edeceğim. Dünyamız gün geçtikçe insanlar tarafından kirletiliyor ve bunun önüne geçemiyoruz çünkü doğada her şeyin bir döngü halinde yaşandığını unutan veya umursamayan çok fazla insan var. Hani hep derlerdi ya gelecekte doğa olayları artacak kitlesel ölümler gerçekleşecek; artık bu cümleleri gelecek zaman kipiyle kullanmamıza gerek yok, çünkü bunlar artık şimdiki zamanda gerçekleşiyor. Tehlikenin farkında olan birçok bilim insanı da çözümler üretmeye çalışıyor, işte bu çözümlerden biri de Jay Harman’ın kurucusu olduğu PAX Scientific tarafından ortaya atıldı .
Dünya’daki en fazla hava kirliliğine sahip şehir olan Bejing’i odak noktasına alan PAX Scientific inversion tabakasına, yüksekliğe bağlı olarak atmosferik özelliğin değiştiği bölgeler, bir delik açıp şehrin üzerine kıstırılmış olan dumanın üst katmanlara çıkmasını sağlayarak şehirdeki duman oranını azaltmayı hedefliyor. Yapay bir hortum(cyclone) çıkarmayı öneren şirket bu şekilde havanın yere dik olan düzlemde hareket etmesini sağlayarak hortumun birbiri ardına gelen çemberleri (girdap çemberleri) sayesinde dumanla dolu olan inversion tabakasının içerdiği dumanı üzerindeki katmanlara hareket ettirmeyi planlıyor.
Doğada iki farklı akışkanın karşılaşması sonucu girdap çemberleri meydana gelir. Bu örneği kullanmayı pek istemesem de; bu olayı nargile daireleri üzerinden anlatabiliriz. İçici, içine çektiği dumanı hava ile beraber dışarıya üflediğinde, ağzının kenarlarından dışarıya çıkan akışkan ufak bir sürtünmeye uğrar ve bu nedenle merkezde hareket eden ve engele takılmamış olan akışkandan yavaş hareket etmek zorunda kalır. Merkez daha hızlı hareket ettiğinden, merkezin, Bernoulli ilkesine göre, basıncı da kenardan gelene oranla daha azdır ve bu da kenarlardan gelen akışkanın bir çember oluşturmasını sağlar. Atmosferde oluşan çember ise konveksiyon yoluyla havayı dikey düzlemde hareket ettirir. Hortumlar rüzgarlarla başlarlar. Rüzgarlar ise ya sıcak hava ile soğuk havanın karşılaşması sonucu ya da dünyanın dönmesi sonucu ortaya çıkan Coriolis etkisi sonucu oluşurlar. Sıcak hava az basınçlı girdap merkezine doğru çekilir ve soğuk hava sayesinde yoğunlaşır sonrasında ise yeryüzüne hareket eder. Karşılaşan iki hava arasındaki sıcaklık ve basınç farkı ortadan kalktığında girdapların varlığı da son bulur.
Güçlü jet motorlarıyla 1500-2000 metre yukarıya püskürtülmesi düşünülen kirli havayı, PAX mühendisleri sürekli patlamalı motor (Pulse Denotion Engine, PDE) kullanarak başarmayı umuyorlar. Püskürtücü(nozzle) ile birlikte kullanılması planlanan PDE’lerin çalışma prensibi şu şekilde: valflerle kontrol edilen bir boru ile hava ve yakıt motorun içine çekilir ve tutuşturulur. İçi boş silindirin içerisinde gerçekleşen bu olay içerideki havanın sıkışmasına neden olurken patlamalar devam eder ve silindirin sonuna ulaşan yüksek basınçlı akışkan dışarı püskürtülerek itme kuvveti sağlanmış olur.
İki yıl boyunca planın uygulanabilirliği üzerine çalışan mühendisler küçük boyutlarda denemeler yapmışlar. Hava kirliği için düşünülen bu teknik aslında yapay yağmur oluşturmak için tasarlanmış. Şimdiye kadar Bilişimsel Akışkanlar Dinamiği (Computational Fluid Dynamic) simülasyon testlerini gerçekleştirip belirli ölçülerde deneyler gerçekleştirmişler. Birimsiz bir büyüklük olan Reynold sayısı, hareket halindeki akışkanın türbülanslı veya türbülanssız olacağını öngörebilmemizi sağlar. Deneylerinde 3.65 metre çapına sahip 6.1 metre yüksekliğinde kanal kullanan araştırmacılar Reynold sayısını olması gerektiğinden düşük kaydetmiş olmalarına rağmen kirli havanın 1500 metre yukarı atılabileceğini hesaplamışlar.
Hava kirliğini durdurmak için değil de; oluşan hasarı önlemek için düşünülen bu proje kısa süreli bir çözüm öneriyor sadece. Uzun süreli bir çözüm elbette ki her hava kirliliğine neden olan atıkları üreten fabrikaların atıkları düzenli olarak yenilenen ve kaliteli filtreleme yöntemleriyle atmaları ve karbon salınımını azaltıcı üretim teknikleri geliştirmelerinde yatıyor. Anlattığım projede kafamı kurcalayan birkaç yer var. Atmosferin üst tabakalarına itilmesi planlanan bu zararlı gazlar o tabakalarda ne gibi problemlere yol açacak, bunu bilemeyiz. Ayrıca harcanacak yakıt ve materyal üretimi azalttığımız hava kirliliğine oranlanınca ne kadar verimli olacak? Bu sorulara cevap vermek için araştırmaların ilerleyişini takip etmek gerekiyor. Keşke en başından önlemimizi alsak ve bu sorunlarla karşılaşmasaydık ama insanlar tarih boyunca böyleydi ve böyle de devam edeceklermiş gibi duruyor.
Kaynakça:
http://arc.uta.edu/research/pde.htm
https://en.wikipedia.org/wiki/Coriolis_force
https://en.wikipedia.org/wiki/Inversion_(meteorology)
