Ymchwil Prifysgol Abertawe'n helpu i dorri tir i lanhau'r tir

Mae ymchwilwyr yn Labordy Llifoedd Cymhleth Prifysgol Abertawe wedi bod yn archwilio'r siapiau cywrain sy'n ymddangos pan gaiff aer ei chwistrellu i mewn i bridd. Wedi'u cyhoeddi yn Physical Review Applied, gellid defnyddio'r canfyddiadau hyn rhyw ddydd i gyflymu dad-ddifwyno safleoedd tir llwyd diwydiannol – mae dros 400,000 hectar ohono yn y Deyrnas Unedig ar hyn o bryd.

Branching tree of cracks created by injecting air into wet sand-Bjornar Sandnes

Craciau fel canghennau coeden a grewyd yn naturiol drwy chwistrellu aer i mewn i dywod gwlyb.

Branching tree of cracks created by injecting air into wet sand-Bjornar SandnesMae'r arbrofion yn hynod syml. Caiff aer cywasgedig ei chwistrellu i'r celloedd gwydr cul sydd wedi'u pacio'n dynn â thywod a'u trochi â dŵr. Yr hyn nad yw mor rhwydd, fodd bynnag, yw'r strwythurau aruthrol gymhleth sy'n ymddangos. Wrth i'r aer gracio'r tywod gwlyb ar agor, mae patrwm yn ffurfio sy'n ein hatgoffa o ganghennau coeden yn erbyn awyr y gaeaf neu'r rhwydwaith o bibellau gwaed yn y corff.

Meddai Arweinydd ac Athro Cysylltiol Labordy Llifoedd Cymhleth Coleg Peirianneg Prifysgol Abertawe, Dr Bjornar Sandnes, "Mae'n rhyfeddol gweld y gall systemau gwahanol iawn greu patrymau sy'n edrych yn arswydus o debyg. Yn aml mae hyn am eu bod, yn ddwfn o dan y wyneb, yn rhannu rhyw egwyddor fathemategol arweiniol."

Bjornar Sandnes

Detholiad o batrymau cracio a geir wrth amrywio pa mor gyflym mae aer yn cael ei bwmpio i mewn i’r gell.

Ac eithrio patrymau cymhleth, ymddengys fod yr egwyddor sy'n rheoli ffurfiad y canghennau toriad yn hynod syml.

Esbonia Dr James M. Campbell, ymchwilydd ôl-ddoethurol ym Mhrifysgol Abertawe drwy gydol y prosiect, "Mae'r toriadau llawn aer yn dilyn llwybr y gwrthsafiad lleiaf ac yn gwthio'r deunydd o'r neilltu wrth symud ymlaen. Mae hyn yn creu ardal ddwysach o amgylch y toriad, sy'n gweithredu fel gorchudd, gan gadw toriadau eraill ar hyd braich."

 

Meddai Dr Bjornar Sandnes, "Rydym yn astudio'r patrymau hyn yn bennaf am ein bod yn chwilfrydig i ddysgu pa ddulliau ffisegol sy'n siapio ffurf a swyddogaeth y strwythurau hardd hyn, ond hefyd am fod y prosesau'n bwysig mewn nifer o systemau naturiol a diwydiannol."

Un enghraifft o hyn yw pan fo angen glanhau pridd ar ôl iddo gael ei ddifwyno. Mae ocsideiddio cemegol yn y fan a'r lle (ISCO) yn dechneg lle caiff y pridd ei foddi mewn cemegyn sy'n adweithio â'r difwynydd, gan ei wneud yn ddiniwed. Y broblem gydag ISCO yw ei fod yn cymryd amser hir iawn, oherwydd mae'r llifoedd yn y pridd mor araf. Drwy dorri'r pridd, gellir creu llwybrau dargludedd uchel ar gyfer cyfnewid hylif, gan gyflymu'r broses lanhau a lleihau'r costau gweithredu.