Nors pasaulyje vis dažniau kalbama apie transporto elektrifikaciją, reali situacija yra kitokia – dyzeliniai varikliai vis dar yra ir bus naudojami bent artimiausią dešimtmetį. Kartu išliks didžiulė problema – nematomų kietųjų dalelių emisijos, prasiskverbiančios per standartinius dyzelinių variklių filtrus, dėl kurių keliamos taršos kyla ankstyvų mirčių rizika.
Keliama tiesioginė grėsmė žmonių sveikatai
Lietuvoje transporto sektorius sugeneruoja beveik 15 proc. smulkiųjų kietųjų dalelių emisijų, kurios didžiausią pavojų kelia didmiesčių, tokių kaip Vilnius ar Kaunas, gyventojams.
Pasak VILNIUS TECH Transporto inžinerijos fakulteto mokslininko dr. Sai Manoj Rayapureddy, didžiausią grėsmę kelia dalelės, kurios yra per smulkios, kad jas sulaikytų įprasti dyzelinių variklių filtrai – jos prasiskverbia ir patenka į aplinką, o galiausiai – į žmogaus organizmą. Šios dalelės lengvai sąveikauja su žmogaus oda ir kvėpavimo sistema, keldamos tiesioginę grėsmę jų sveikatai.
Siekdamas spręsti šią problemą, mokslininkas atliko tyrimą ir parengė disertaciją „Akustinės aglomeracijos reiškinio tyrimas slėginio uždegimo variklyje naudojant alternatyviuosius degalus kietųjų dalelių taršai mažinti“.
„Pasaulyje, kuriame tarša auga, dyzeliniai automobiliai vis dar plačiai naudojami ir yra siekiama mažinti iškastinio kuro naudojimą, šis darbas siūlo problemos sprendimo būdus, naudojant alternatyvius degalų derinius, kurie išskiria mažiau emisijų, ir akustinės aglomeracijos principą. Tai – procesas, kai garso bangos priverčia smulkias daleles sąveikauti tarpusavyje ir susijungti į didesnius junginius, kuriuos standartinis kietųjų dalelių filtras galėtų sulaikyti“, – sako VILNIUS TECH tyrėjas dr. S. M. Rayapureddy.
Rezultatai viršijo lūkesčius
Dr. S. M. Rayapureddy tyrimus atliko trimis etapais, pasitelkdamas teorines analizes, skaičiavimus ir realius bandymus laboratorijoje. Eksperimentams buvo pasirinktas Lietuvoje puikiai atpažįstamas 1,9 l „Audi-VW“ variklis, sumontuotas VILNIUS TECH laboratorijoje.
Hipotezę apie degalų savybių įtaką dalelių susidarymui jis tyrė naudodamas specialiai paruoštus degalų mišinius su skirtingu anglies bei vandenilio santykiu ir deguonies kiekiu, o gautas emisijas palygino su įprastu dyzelinu. Galiausiai dalelių emisijos išmatuotos tiek su garso bangomis, tiek be jų.
Mokslininko tyrimo rezultatai viršijo lūkesčius – jis nustatė, kad pritaikius garso bangas, įprasto dyzelino kietųjų dalelių kiekį pavyko sumažinti 17-44 proc., o naudojant alternatyvius degalų mišinius, šis rodiklis šoktelėjo net iki 24-80 proc. Jis taip pat nustatė, kad didesnis deguonies kiekis alternatyviuose degaluose ir geresnės paviršiaus charakteristikos leido pasiekti net 100-190 proc. siekiantį dalelių aglomeracijos efektyvumą.
„Akustinės aglomeracijos taikymas dyzelinių variklių dalelėms yra gana nauja, iki šiol mažai tyrinėta sritis. Norėjau įrodyti šio proceso svarbą ir naudą mažinant variklių emisijas. Mane nustebino ir nudžiugino tai, kad teorinis principas, žinomas jau seniai, taip efektyviai pasiteisino praktikoje. Įrodžiau, kad šis metodas padidina įprastų filtrų efektyvumą šalinant daleles“, – dalijasi Transporto inžinerijos fakulteto tyrėjas.
Pasak dr. S. M. Rayapureddy, nors ateitis priklauso elektrai, šiuo metu reikia „tarpinio varianto“. Kadangi vizija visiškai elektrifikuoti transporto sektorių bent jau artimiausią dešimtmetį yra nereali, būtina tobulinti technologijas, kurias naudojame šiandien, ir mažinti emisijas iš jau eksploatuojamų dyzelinių transporto priemonių.
„Įgyvendinus šią koncepciją, būtų galima pagerinti esamų kietųjų dalelių filtrų efektyvumą. Galėtume gerokai sumažinti smulkiąją taršą, kurią kelia ir kels dabar naudojami dyzeliniai varikliai“, – priduria jis.
Doktorantūra – ne sprintas, o maratonas
Mokslininkas, savo profesinį kelią pradėjęs Indijoje, kur įgijo mechanikos inžinerijos bakalauro laipsnį, o Lietuvoje baigęs automobilių inžinerijos magistrantūros studijas ir čia tęsęs doktorantūros mokslus, stengėsi link savo tikslo judėti nuosekliai ir kasmet daryti pažangą.
Anot jo, pats disertacijos rengimas nebuvo labai sudėtingas, nes studijų metu parengė keletą mokslinių straipsnių, kurie itin padėjo struktūrizuoti tyrimą.
„Sunkiausia dalis buvo pagrįsti, redaguoti arba šalinti tam tikras tyrimo dalis recenzavimo proceso metu. Vis tik, galiausiai viskas baigėsi puikiai – savo vadovo ir recenzentų dėka laimėjau 2-ąją vietą geriausių Lietuvos disertacijų konkurse.
Doktorantūros studijas, kurių metu baigiau dar vieną magistrantūrą – Inžinerijos ekonomikos ir vadybos studijų programą VILNIUS TECH universitete – laikau pirmuoju žingsniu akademinės karjeros link. Jos reikalauja susidomėjimo, sunkaus darbo ir kantrybės derinio. Visiems, svarstantiems apie mokslininko kelią, noriu priminti: doktorantūra yra ne sprintas, o maratonas“, – dalijasi dr. Sai Manoj Rayapureddy.
