Wynalazek powinien być praktyczny

Prof. Andrzej Cichoń ma na koncie jedno, ale za to bardzo konkretne, zgłoszenie patentowe. Jego wynalazek - wdrożony już w kilku firmach - może zrewolucjonizować diagnostykę sieci elektroenergetycznych, co dla przeciętnego Kowalskiego będzie oznaczało mniejsze prawdopodobieństwo przerw w dostawach prądu.

Ale od początku...
Prof. Cichoń od lat zajmuje się diagnostyką urządzeń wysokonapięciowych, a w szczególności transformatorów elektroenergetycznych. Nie zwyczajnych, tylko ogromnych transformatorów blokowych i sieciowych na napięciu 220kV oraz 400 kV, które eksploatują albo elektrownie, albo Polskie Sieci Elektroenergetyczne, które są operatorem krajowym systemu elektroenergetycznego.

Badać "on line"

Problem polega na tym, że większość z tych urządzeń jest w eksploatacji już kilkadziesiąt lat, a przez długi okres podmioty, które je eksploatują, z różnych względów nie odnawiały tego majątku sieciowego. Urządzenia sieciowe są w nie najlepszym stanie i wymagają częstej diagnostyki pod kątem sprawdzenia ich parametrów technicznych.

- Transformator - tak jak człowieka - można diagnozować na różne sposoby. Badając znajdujący się w nim olej, robimy coś na kształt morfologii i oceniamy stan urządzenia na podstawie składu gazów, które są w nim rozpuszczone - to jeden wskaźnik - tłumaczy prof. Cichoń.

Problem w tym, że większość badań diagnostycznych tego typu daje się prowadzić przy wyłączonym transformatorze, co niezwykle trudno prowadzić przy naszych bardzo obciążonych sieciach.

Dlatego naukowcy w swoich badaniach dążą do opracowania metod, które pozwoliłyby badać transformatory w trybie "on line" , czyli włączone, z zachowaniem ciągłości dostaw energii dla użytkowników. Prof. Cichoń jest twórcą jednej z takich metod. Polega ona na ocenie jednego z najważniejszych elementów transformatora, czyli podobciążeniowego przełącznika zaczepów.

- Przełącznik zaczepów to jest taka część transformatora, która umożliwia regulację napięcia w sieci. Jest bardzo newralgiczna, ale też łatwo ulega zużyciu, bo ma części mechaniczne - jak napęd czy styki, które się starzeją. Opracowałem metodę, dzięki, której można zamontować układ pomiarowy na transformatorze pracującym, rejestrować odpowiednie parametry podczas normalnej pracy urządzenia, a potem dokonać oceny jego stanu technicznego bez konieczności pozbawiania ludzi dostaw prądu - tłumaczy prof. Cichoń.

Jego metodą zdiagnozowano już kilkadziesiąt transformatorów w całej Polsce. - Dążymy do tego, by te systemy wdrożyć do diagnostyki on-line, czyli wpiąć je do elektronicznego systemu nadzoru monitorującego wszystkie sieci - opowiada.

Przygoda z tą metodą zaczęła się prozaicznie. Prof. Cichoń rozpoczął współpracę z różnymi firmami z branży elektroenergetycznej. W instytucie elektroenergetyki zajmowaliśmy się badaniem wyładowań niezupełnych i podczas jednej z kolacji koleżeńskich ktoś zapytał, dlaczego nie potrafimy wymyślić czegoś, co można by zastosować do tego nieszczęsnego przełącznika zaczepów. Wtedy powstał pomysł, który po długim czasie przekuł się w projekt badaczy i naturalnie w moją habilitację. Potem zaczęliśmy współpracować z PSE i tak już zbliżamy się do trzeciego etapu projektu, który będzie obejmował prace związane z zastosowaniem opracowanej metody w monitoringu on-line - opowiada prof. Cichoń.

Mają patent na polimery

Polimery - według definicji substancje chemiczne składające się z wielokrotnie powtórzonych jednostek zwanych merami, wielu z nas kojarzą się torbami plastikowymi z logo marketu albo płytkami PCV, którymi kiedyś wykładano podłogi w mieszkaniach z wielkiej płyty. - Ale polimery to nie tylko opakowania, obecnie trudno wyliczyć wszystkie kierunki ich zastosowań, a gdyby dla przykładu ogołocić z nich nasze otoczenie, najpewniej niewiele by zostało- mówi prof. Krystyna Czaja, kierownik Katedry Technologii Chemicznej i Chemii Polimerów Wydziału Chemii UO.

Nowe polimery z powodzeniem tworzą chemicy z Uniwersytetu Opolskiego, opracowując coraz lepsze materiały dla różnych gałęzi przemysłu, w tym także metody ich otrzymywania obejmujące m.in. katalizatory (substancje wielokrotnie przyspieszające przebieg reakcji syntezy polimerów).

- Stawiamy na prace o charakterze aplikacyjnym, czyli praktycznym. Mamy ścisłą współpracę z przemysłem. W zeszłym roku zakończyliśmy wspólny projekt badawczy realizowany przez konsorcjum, w którym liderem była mała firma, a partnerami Uniwersytet Opolski i druga, duża, firma. Wspólnie opracowaliśmy katalizator do otrzymywania pewnego polimeru. Dziś tą substancją są zainteresowane firmy z całego świata: od Japonii po Stany Zjednoczone - mówi prof. Krystyna Czaja, która sama na koncie ma kilkanaście patentów (drugie tyle to zgłoszenia patentowe czekające na rozpatrzenie).

W katedrze otrzymuje się i ocenia polimery i materiały polimerowe o różnej jakości. Niedawno złożono patent na sposób otrzymywania nietypowego włóknistego polimeru.

- Kolejne zgłoszenia dotyczą kompozytów, z których można wytworzyć np. panele, wyroby ogrodowe, różne okładziny, tarasy, altanki, a nawet wyroby konstrukcyjne, obudowy różnego typu sprzętów czy elementy środków transportu. Taki materiał wygląda jak drewno, a jest polimerem napełnionym surowcem roślinnym. Dzięki temu zmniejszamy zużycie petrochemicznego polimeru, a dodając odnawialne, roślinne dodatki, a nawet odpady pochodzące z tartaku, zyskujemy kompozyt, który wygląda jak drewno, a ma szereg korzystniejszych cech, np. nie trzeba go impregnować - mówi prof. Czaja.

Autorką tego (i trzech innych) zgłoszeń patentowych jest doktorantka prof. Krystyny Czai - mgr Joanna Barton-Pudlik. Ta 28-latka w laboratoriach Wydziału Chemii UO pracuje nad poprawieniem właściwości dostępnych i tanich polimerów produkowanych na skalę przemysłową.

- Poprzez dodanie odnawialnych surowców roślinnych do komercyjnego polimeru można nie tylko znacznie obniżyć cenę wyrobów, ale też - w zależności od potrzeb - zmniejszyć tempo ich zużywania, albo sprawić, by szybciej się rozkładały - mówi Joanna Barton-Pudlik.

Jej opracowania dotyczą kompozytów polimerowych zawierających mączkę drzewną różnej jakości, czy inne dodatki roślinne, np. igły drzew iglastych, i - jak stwierdziła - kompozyty z ich udziałem wykazują pewną odporność na oddziaływanie grzybów występujących w środowisku. Przedmiotem zgłoszenia patentowego są także opracowane przez nią materiały kompozytowe, do których zastosowała wierzbę energetyczną, czyli surowiec z grupy roślin szybko rosnących, a więc i bardzo tani.

Kompozyty przez nią otrzymane mogą być stosowane do budowy wszelkiego rodzaju tarasów czy altanek, płotów, drobnej galanterii ogrodniczej, a nawet wyrobów konstrukcyjnych. Inną bardzo aktywną młodą naukowiec jest dr Katarzyna Dziubek, jeszcze niedawno doktorantka prof. Czai, a obecnie współpracownica i już współautorka dwóch patentów, a także kolejnego zgłoszenia patentowego.

Potrzeba jest matką wynalazku

Człowiek wykonując jakąś pracę, stara się jak najbardziej ją sobie ułatwić - tak powstają innowacje - mówi prof. Dariusz Rozumek z Katedry Mechaniki i Podstaw Konstrukcji Maszyn Wydziału Mechanicznego PO.

W taki sposób naukowiec wpada na pomysł stworzenia czegoś nowego, np. w urządzeniu do badania zmęczenia materiałów. Jego wynalazki powstały właśnie podczas pracy. Na co dzień prof. Rozumek zajmuje się zmęczeniem materiału i rozwojem pęknięć zmęczeniowych. - Jeśli mamy samochód, to np. w sprężynach po latach pracy kół następuje zmęczenie materiału, czyli zużycie części. To samo dzieje się zresztą z naszą strukturą biologiczną po latach życia - tłumaczy.

Wymyślone przez niego wynalazki ułatwiają pracę i skracają czas podczas badań. Jednym z przykładów mogą być obserwacje rozwijających się po dwóch przeciwległych stronach próbki pęknięć, które wcześniej można było obserwować tylko z jednej strony. Chcąc się przyjrzeć drugiej stronie, trzeba było przenieść się razem z mikroskopem na drugą stronę próbki. W wymyślonych przez siebie wynalazkach prof. Rozumek zamontował - zamiast jednego - dwa mikroskopy, by jednocześnie obserwować zmiany w materiale po jej obu stronach.

Pierwsza innowacja była dobra, ale i tak wymuszała na naukowcu przemieszczanie się i tracenie czasu. Dlatego pomysłowy profesor drugi mikroskop zamienił na lustro, co dało możliwość obserwowania pęknięć po obu stronach próbki bez konieczności zmieniania strony. O ile z samego wynalazku większość z nas nie będzie miała pożytku, to już z efektów badań, do którego jest on używany - tak. Zmęczenie materiałów dotyczy bowiem wielu aspektów naszego życia. Z wynalazków wymyślonych przez prof. Rozumka korzystają inni naukowcy oraz wykorzystywane one są między innymi w urządzeniach do badań zmęczeniowych.

- Potrzeba jest w końcu matką wynalazków - kwituje prof. Rozumek.