Na terenie kampusu Politechniki Krakowskiej w Krakowie Czyżynach zostanie wkrótce oddane do użytku nowe laboratorium z komorą termoklimatyczną. W obiekcie będą przeprowadzane wieloaspektowe badania wytrzymałości pojazdów i urządzeń, w tym dźwignicowych, na ekstremalne temperatury oraz wysoką wilgotność powietrza. Komora będzie miała 24 metry długości, ok. 8 metrów szerokości oraz 7 metrów wysokości. Będzie w niej można przeprowadzać testy w temperaturze od -55 do +70 stopni Celsjusza oraz w warunkach podwyższonej wilgotności.
Nasza redakcja rozmawia z dr Wiesławem Cichockim - przedstawicielem Instytutu M3 ds. Budowy Laboratorium LBT.
Panie doktorze, Politechnika Krakowska posiada już jedną komorę termoklimatyczną. Lada dzień zostanie oddany do użytku nowy, większy i bardziej nowoczesny obiekt? Na czym będą polegały zasadnicze różnice?
Laboratorium badań termoklimatycznych Politechniki Krakowskiej (LBT PK) funkcjonuje bez przerwy od ponad 40 lat. Obecnie wprowadzana jest tylko zmiana w zakresie unowocześnienia podstawowego „narzędzia badawczego” tego laboratorium, czyli wielkogabarytowej komory termoklimatycznej. Dotychczasowy obiekt komory znajdował się w głównym kampusie uczelni przy ul. Warszawskiej w Krakowie, praktycznie w centrum miasta, niedaleko Barbakanu. Dojazd do tego laboratorium w godzinach pracy był zawsze utrudniony, więc wielkogabarytowe obiekty inżynierskie, o masach nawet do 50 ton, przywożone były do badań w godzinach nocnych. To był jeden z powodów podjęcia decyzji o zmianie lokalizacji obiektu komory. Kolejnym bardzo istotnym powodem budowy nowego obiektu komory w kampusie uczelni przy Wydziale Mechanicznym w Czyżynach był zamiar unowocześnienia laboratorium i poprawy jego parametrów technicznych.
Czy jest to jedyny taki obiekt w Polsce?
Budowana komora termoklimatyczna charakteryzuje się powierzchnią testową wynoszącą ponad 204m2 i kubaturą ponad 1615m3, jest ponad 35% większa od swojej poprzedniczki. W Polsce jest to jeden z największych kompleksów laboratoryjnych do prowadzenia badań termoklimatycznych. Istnieją w naszym kraju inne laboratoria, ale ich komory są zdecydowanie mniejsze, co utrudnia, a niejednokrotnie uniemożliwia, wykonanie badań ruchowych w pełni złożonych wielkogabarytowych obiektów, np. żurawi z napędami hydraulicznymi.
Jakie warunki klimatyczne będzie można wytworzyć w komorze?
W nowym obiekcie komory możliwe będzie uzyskanie temperatury przemrożenia badanych obiektów inżynierskich do minus 55°C, podwyższonej temperatury do plus 70°C, podwyższonej wilgotności do 98%RH, przeprowadzania prób testowych w warunkach narażenia opadami w postaci rosy, szronu, deszczu. W najbliższej przyszłości spektrum możliwych badań poszerzone zostanie o narażenia związane z radiacją słoneczną o gęstości strumienia cieplnego do 1125W/m2.
Jakie urządzenia badane są w najbardziej ekstremalnych warunkach?
W najbardziej ekstremalnych warunkach badane są wszystkie prototypowe obiekty inżynierskie, których zadaniem jest praca w sytuacjach kryzysowych. Można wymienić w tej grupie maszyny robocze ciężkie, w tym dźwignice, wojskowe urządzenia specjalne, a także urządzenia pozwalające na zapewnienie bezpieczeństwa przy ratowaniu ludzi i mienia w stanach klęsk żywiołowych, misjach pokojowych, itp.
Czy dobór warunków jest uzależniony od ostatecznego przeznaczenia urządzenia?
Oczywiście, dobór warunków narażeń klimatycznych i środowiskowych oraz ich ostrości oddziaływania jest jak najbardziej zależny od przeznaczenia badanych obiektów inżynierskich. Regulują to zagadnienie stosowne normy. Dla warunków klimatu umiarkowanego (czyli występującego w naszym kraju) wystarcza, że badane obiekty będą testowane w łagodniejszych temperaturach, np. do minus 35°C oraz do plus 55°C.
Czy w trakcie trwania testów w obiekcie będą mogli przebywać ludzie?
W czasie testów obsługa maszyn jest zobowiązania do ich obsługi, sterowania i kontrolowania wszystkich występujących procesów roboczych, w tym do bieżącej oceny skutków narażeń, a w konsekwencji stopnia oraz intensywności degradacji. Specjaliści biorący udział w badaniach termoklimatycznych są przygotowani do pracy w ekstremalnych warunkach w temperaturze do minus 55°C i plus 70°C. Najbardziej uciążliwe warunki pracy nie występują w warunkach ekstremalnie niskiej temperatury, ale w warunkach ekstremalnie podwyższonej temperatury i podwyższonej wilgotności. W takich warunkach praca jest porównywana do „małego piekiełka”. Należy zaznaczyć, że przebywanie ludzi w tych warunkach w przestrzeni testowej komory jest ograniczane do wymaganego minimum. Każda procedura badawcza jest zawsze w sposób szczegółowy opracowywana przed rozpoczęciem testów, aby minimalizować czas przebywania ludzi w tych warunkach. W nowej komorze posiadamy specjalne „okna-wizjery”, dzięki którym można, w komfortowych warunkach, z pomieszczeń pomiarowo-diagnostycznych obserwować działanie badanych maszyn i obiektów. W dotychczasowej komorze takich możliwości nie było, więc jest to bardzo duże udogodnienie.
Czy program studiów na Wydziale Mechanicznym przewiduje zajęcia studentów w takim nietypowym laboratorium?
Nowy obiekt komory termoklimatycznej będzie wykorzystany w zakresie procesu dydaktycznego dla studentów naszej uczelni. Należy dodać, że szereg rozwiązań architektonicznych w nowym laboratorium jest tak zaprojektowanych, aby mogły korzystać z niego także osoby niepełnosprawne. Wyrażamy nadzieję, że z nowej, wyjątkowej możliwości dydaktycznej będą mogli skorzystać także studenci innych uczelni technicznych Polski. Przygotowywane są przez nas zaproszenia dla uczelni technicznych w naszym kraju i porozumienia o współpracy w zakresie podejmowania wspólnych prac badawczo-rozwojowych, a także propozycje poszerzenia oferty dydaktycznej.
Jakie najbardziej nietypowe zadania realizuje się w tego typu komorach?
Do najbardziej nietypowych badań, które w okresie ostatnich kilku lat zrealizowaliśmy, zaliczyć można testy funkcjonalne: zbiorników wody użytkowej, łaźni polowej, pralni polowej, elektrowni mobilnej, a teraz przygotowujemy się do badań piekarni polowej. Może wymienione obiekty zdziwią czytających, ale w warunkach kryzysowych, np. po terrorystycznych atakach biologicznych, znaczna ilości ludzi na terenach objętych takim atakiem, musi być jak najszybciej „odkażona” i trzeba stworzyć warunki do ich przetrwania. Polska Platforma Bezpieczeństwa Wewnętrznego opracowała program działań w zakresie podniesienia bezpieczeństwa ludzi, w tym w szczególności w sytuacjach kryzysowych. Z uwagi na konieczność minimalizowania skutków potencjalnego zagrożenia, działania te muszą być podejmowane i wykonane w trybie natychmiastowym, bez możliwości odłożenia tych prac na okres o bardziej sprzyjających warunkach klimatycznych i środowiskowych. Głównie dotyczy to przeprowadzanych akcji ratowniczych oraz działań obronnych, w tym mających na celu przeciwdziałanie zagrożeniom powodziowym, pożarom w terenach otwartych, usuwanie skutków trzęsień ziemi lub anomalii pogodowych, przywracanie infrastruktury energetycznej zniszczonej przez huragany, usuwanie skutków ataków terrorystycznych, itp. Jak można zauważyć, wszystkie obiekty inżynieryjne, które są skierowane do takich akcji, muszą gwarantować pełną ich funkcjonalność i niezawodność. Dotyczy to także urządzeń dźwignicowych. Dlatego w 2015 roku podpisane zostało porozumienie pomiędzy Politechnikę Krakowską a Urzędem Dozoru Technicznego o współpracy w zakresie możliwości prowadzenia wspólnych badań atestacyjnych urządzeń dźwignicowych specjalnego przeznaczenia.
Jak długo trwa przeprowadzenie takich testów?
Odpowiedź na to pytanie jest dość skomplikowana, bowiem czas trwania takich testów jest zależny od przyjętej metodyki badań i zastosowanych procedur. Można stwierdzić, że niejednokrotnie są to badania prowadzone etapowo, prototyp obiektu kilkakrotnie przyjeżdża na testy do komory. Najkrótsze procedury badawcze obejmujące tylko jedno z możliwych narażeń klimatycznych lub środowiskowych i trwają do kilku dni, najdłuższe, które wykonywaliśmy dla kontrahenta niemieckiego trwały ponad miesiąc w warunkach obniżonej temperatury do minus 45°C±2°C.
Jaki był koszt inwestycji?
Całość kosztów związanych z budową nowego obiektu laboratorium LBT szacuje się na ponad 8 mln zł, które zostały pozyskane dzięki dotacji z MNiSW oraz ze środków własnych uczelni. Obecnie nasza Uczelnia wystąpiła do MNiSW o dodatkowe dofinansowanie na uzupełnienie aparatury pomiarowo-diagnostycznej, aby możliwe było uzyskanie akredytacji przez PCA i uznania przez CLDT, TDT i Inspektora Uzbrojenia MON, a w przyszłości przez zagraniczne jednostki akredytujące laboratoria.
Kto czeka na otwarcie nowego obiektu? Czy macie już Państwo jakieś zlecenia?
Przerwa w możliwości prowadzenia badań w laboratorium LBT PK jest prawie półroczna, więc oczywistym jest, że są bieżące oczekiwania polskich firm i przemysłowych ośrodków badawczo-rozwojowych na wspólne przeprowadzenie badań termoklimatycznych. W pierwszej kolejności przygotowujemy się do realizacji badań pojazdu-układacza przęseł mostowych wspólnie z firmą OBRUM Gliwice, specjalizowanej jednostki z firmą ZAMET-Głowno, w kolejności są takie firmy jak Huta Stalowa Wola czy Jelcz-Laskowice.
Kiedy nastąpi wielkie otwarcie?
Termin otwarcia komory planowany jest na przełom marca i kwietnia br. Możemy zapewnić, że kierownictwo portalu dzwignice.info będzie zaproszone i mile widziane w czasie uroczystości oficjalnego otwarcia oraz seminarium naukowo-technicznego poświęconego tematyce badań termoklimatycznych.
Serdecznie dziękujemy za zaproszenie, z którego niewątpliwie skorzystamy, oraz za rozmowę. Życzymy powodzenia w doprowadzeniu przedsięwzięcia do końca oraz wielu ciekawych projektów badawczych.
