Lautan kita terus-menerus menghadapi ancaman.

Selain polusi plastik, limbah yang mengandung fentanyl, dan para perenang yang tubuhnya penuh sunscreen perusak terumbu karang, tumpahan minyak juga terkenal sebagai perusak laut yang ganas.

Bencana ini juga memberi dilema berat bagi tim pembersih yang panik: membiarkan minyak menyebar atau membakarnya di tempat?

Pembakaran di tempat (in-situ burning) mungkin bisa memperlambat penyebaran dan membersihkan minyak mentah, tapi metode ini juga punya kelemahan, seperti menghasilkan asap hitam pekat, jelaga beracun, dan lumpur sisa material yang tidak terbakar.

Untuk mengatasi masalah ini, para ilmuwan mungkin telah menemukan solusi radikal: tornado api raksasa.

Tidak seperti teknik penyalaan minyak tradisional, api dari pusaran api ini menjalar ke atas, bukan ke samping.

Pusaran yang dihasilkan bertindak seperti supercharger alami, menyedot oksigen untuk menciptakan pembakaran yang lebih panas dan efisien yang mampu menguapkan tumpahan sebelum meresap ke dalam sedimen atau menelan habitat laut.

“Ini pertama kalinya seseorang mencetuskan ide menggunakan pusaran api untuk penanggulangan tumpahan minyak, dan ini benar-benar baru permulaan,” jelas Elaine Oran, seorang insinyur kedirgantaraan di Texas A&M University dan salah satu rekan penulis studi ini.

“Tujuan kami adalah memanfaatkan sifat kacau pusaran api sebagai alat restorasi yang kuat dan presisi, untuk melindungi garis pantai, ekosistem laut, dan lingkungan secara keseluruhan.”

Teknik ini suatu hari nanti mungkin bisa membantu mengurangi bencana seperti bencana Deepwater Horizon 2010, sebuah ledakan anjungan minyak yang mengakibatkan tumpahan minyak lepas pantai terburuk sepanjang sejarah.

Peristiwa itu merenggut nyawa 11 orang, memusnahkan jutaan hewan laut, dan menghancurkan ekosistem laut, memicu serangkaian efek buruk yang terasa lebih dari satu dekade kemudian.

Para peneliti sebelumnya telah mendemonstrasikan keampuhan pusaran api, tapi dalam skala laboratorium yang lebih kecil. Studi ini merinci penilaian skala besar pertama dari jenisnya tentang skalabilitas dan efektivitas untuk aplikasi penanggulangan tumpahan minyak.

Para peneliti, yang didukung oleh Bureau of Safety and Environmental Enforcement (BSEE) – didirikan tahun 2011 setelah bencana Deepwater Horizon – melakukan beberapa uji skala lapangan menggunakan kolam selebar 1,5 meter yang dilapisi minyak mentah dan dikelilingi tiga dinding setinggi 5 meter.

Mereka membandingkan efektivitas pusaran api yang membakar secara vertikal melawan metode pembakaran di tempat konvensional – kolam api yang membakar secara horizontal – dalam berbagai kondisi angin.

Para peneliti menemukan bahwa pusaran api terkadang membakar lebih bersih dan lebih sempurna, dengan tinggi api hampir dua kali lipat dan kemampuan yang lebih baik untuk mentransfer panas ke seluruh lapisan minyak mentah.

Pusaran api juga bisa membakar lebih panas, mencapai sekitar 1.900 derajat Fahrenheit (1.000 derajat Celsius), dibandingkan dengan sekitar 1.300 derajat Fahrenheit (700 derajat Celsius) untuk kolam api.

Secara keseluruhan, pusaran api menunjukkan potensi untuk meningkatkan laju pembakaran hingga 40 persen, mengurangi emisi jelaga hingga 40 persen, dan mencapai konsumsi bahan bakar hingga 95 persen.

Namun, angka-angka ini mungkin sangat bergantung pada kondisi. Tumpahan minyak yang lebih tebal atau angin yang lebih kencang dapat menyebabkan api padam sebelum waktunya, dan peningkatan efisiensi pusaran api saat ini hanya tercapai dalam kondisi tenang.

“Pusaran api sangatlah kuat, dan bisa sangat bermanfaat. Tapi mereka juga sensitif dan hanya mencapai efisiensi tinggi ketika kondisinya pas,” kata Oran.

Oleh karena itu, skalabilitas pusaran api masih belum jelas dan perlu eksplorasi lebih lanjut.

Misalnya, dinding yang mengelilingi eksperimen diperlukan untuk memfasilitasi pusaran api, tapi mungkin telah membatasinya terlalu rapat, mengurangi penyerapan oksigen, memperparah efek destabilisasi angin, atau secara fisik menghalangi api.

Selain itu, mungkin mustahil untuk mereplikasi kondisi laut di laboratorium atau lapangan, mengingat pertimbangan ukuran yang sangat besar dan turbulensi air yang terus berfluktuasi.

Meski begitu, penelitian ini menyoroti pendekatan tidak konvensional untuk membersihkan lautan kita dan melindungi kehidupan laut, termasuk hiu-hiu yang malangnya kecanduan kokain.

Suatu hari nanti, struktur mirip dinding bergerak bisa dikerahkan di sekitar tumpahan minyak yang dinyalakan, mengubahnya menjadi tornado api yang lebih efisien, lebih bersih pembakarannya, dan terdengar lebih keren.

“Studi ini lebih dari sekadar eksperimen, ini adalah sekilas pandang ke masa depan di mana api bukanlah kekuatan penghancur, melainkan alat untuk melindungi lautan dan planet kita,” kata Oran.

Penelitian ini dipublikasikan di Fuel.