Inżynierowie z Lublina stworzyli nowatorski sposób badania nośności elementów rusztowań. Biznes już z niego korzysta.
Rusztowanie – bez tego nie da się zbudować żadnego wyższego budynku. A do postawienia większości tych metalowych konstrukcji korzysta się z wcześniej przygotowanych obliczeń, wzorców i norm, które jasno określają, jak wysoko dana konstrukcja może się wnieść bądź w którym miejscu trzeba ją zakotwić, czyli przytwierdzić do ściany budynku. By postawić takie rusztowanie, nie potrzeba żadnych dodatkowych badań czy analiz. Sytuacja znacznie się komplikuje, gdy mamy do czynienia z konstrukcjami, które mają po kilkanaście tysięcy metrów kwadratowych (np. przy budowach kompleksów biurowych albo konstrukcji przemysłowych) albo są podwieszane. – Wtedy potrzebne są specjalistyczne wyliczenia dotyczące nośności i budowy samej konstrukcji rusztowania. I to właśnie my je wykonujemy – opowiada inżynier Michał Pieńko.
Ale jeszcze zanim dokona się opracowania takiej skomplikowanej konstrukcji, trzeba mieć sprawdzoną nośność i wytrzymałość poszczególnych elementów – w pewnym sensie klocków, z których się ją składa. By je certyfikować, badania muszą być przeprowadzone dwutorowo – z jednej strony muszą być obliczenia komputerowe, z drugiej trzeba empirycznie sprawdzić, jaki nacisk wytrzyma dany pomost (czyli część, po której chodzą robotnicy) czy rygiel (część, na której leży pomost).
W Polsce większość elementów rusztowań wykonywanych jest ze stali i te elementy są już certyfikowane i sprawdzone. W tym wypadku testowane muszą być tylko stosunkowo nieliczne innowacje. Ale w Norwegii jedna z firm chce wprowadzić na rynek budowlany aluminiowe elementy rusztowań, które choć droższe, są znacznie lżejsze. Przez to montowanie tych rusztowań przez ludzi jest bardziej bezpieczne. Podając sobie lżejsze elementy, zmniejszają ryzyko wypadku, choćby upuszczenia danego elementu z wysokości.
– Firma Altrad Mostostal, z którą na co dzień współpracujemy, największy producent pomostów do rusztowań w Europie, poprosiła nas, byśmy przebadali aluminiowe prototypy, które stworzyli właśnie z myślą o Skandynawii – opowiada Pieńko, który obecnie przygotowuje doktorat na Politechnice Lubelskiej. – Problem w tym, że europejskie normy przewidują badania przy stałym przyroście masy, aż do momentu zniszczenia badanego elementu. Tak więc jeśli np. obciążamy daną część, kładąc choćby worki z cementem czy fragmenty kolejowych szyn, to pojawia się poważne pytanie – kto będzie na tyle odważny, by położyć ostatni element, który spowoduje pęknięcie elementu? Bo nie wiadomo, czym to się skończy – wyjaśnia inżynier. By zrozumieć zagrożenie, można wyobrazić sobie taką sytuację: chcemy złamać gałąź, trzymając ją w obu rękach i naciskając jednocześnie kolanem. Czasem zdarza się tak, że złamany fragment drewna odskakuje w zupełnie nieprzewidywalnym kierunku. To samo może się stać podczas badania elementów stalowych czy aluminiowych – z tym że tu siły, a co za tym idzie niebezpieczeństwo, są znacznie większe.
Przegrywający przed sądem zapłaci teraz więcej

Zobacz również
– Dlatego wymyśliliśmy specjalne stanowisko do badań odkształceń elementów poziomych obciążonych równomiernie – opowiada Pieńko. Można powiedzieć, że w tym przypadku powiedzenie „genialne w swej prostocie” pasuje jak ulał. Lubelskie rozwiązanie ma kilka podstawowych zalet. Po pierwsze, by badać jeden rygiel, nie trzeba używać większej liczby elementów (wcześniej zazwyczaj potrzebne były jeszcze drugi rygiel i pomost, by stworzyć konstrukcję odwróconego U). Dzięki użyciu standardowej prasy wytrzymałościowej (w uproszczeniu można powiedzieć, że jest to maszyna, która ciągnie z określoną siłą) można przyłożone obciążenie doskonale kontrolować. Problemem do rozwiązania było to, że zgodnie z wymogami metodologicznymi badania obciążenie musi być równomierne na całej długości badanego elementu. Jeśli do rygla z jednej strony, a do prasy z drugiej mamy przemontowanych pięć tej samej długości lin ciągnących z taką samą siłą, to w pewnym momencie pojawia się trudność, bo rygiel, zanim pęknie, wygina się. Tak więc w miarę zwiększania obciążenia te liny, które są w środku, nie będą napięte – bo odległości między środkiem rygla a prasą oraz między końcami rygla a prasą są różne. – Dlatego te liny pracują na systemie zbloczy. Tak naprawdę jest to więc jedna lina, która jest wciąż naprężana (luzy na środku rygla są na bieżąco wybierane) i dzięki temu obciążenie na wszystkich fragmentach rygla jest takie samo – mówi młody inżynier. Drugą zaletą tego wynalazku jest zwiększenie bezpieczeństwa – prasa i badane elementy są specjalnie zabudowane – nie ma już tego elementu ryzyka, że człowiek dokładający ostatni ciężar jest narażony na skutki pęknięcia elementu. Wreszcie, co bardzo istotne, jest także oszczędność czasu i uniwersalność. Testować można elementy różnej długości, a czas potrzebny do jednego badania jest kilka razy krótszy niż w przypadku fizycznego dokładania kolejnych obciążeń.
Jednak największym plusem tej innowacji jest to, że została ona stworzono z myślą o zaspokojeniu konkretnych potrzeb biznesu. Nie jest to tzw. półkownik, czyli wynalazek stworzony po to, by postawić go na półkę. To stanowisko do badania elementów było już kilka razy wykorzystywane na potrzeby firm prywatnych – także na etapie badań prototypowych kolejnych elementów rusztowań. Dzięki temu producent oszczędza pieniądze i tnie koszty. Co zadziwia, to fakt, że polski system wspierania wynalazków czy, szerzej mówiąc, innowacyjności takich przypadków jak ten z Lublina najwyraźniej... nie przewiduje. W Narodowym Centrum Nauki, jednostce, która finansuje badania, stwierdzono, że jest on zbyt praktyczny. W Narodowym Centrum Badań i Rozwoju o dofinansowanie aplikować mogą uczelnie wspólnie z firmami. Sama uczelnia grantu nie dostanie. Z kolei gdy młodzi naukowcy zwrócili się do marszałka województwa lubelskiego, wnioskując o granty na to, by opracować metodę badania aluminiowych elementów rusztowań, to usłyszeli, że takich konstrukcji nikt nie będzie chciał produkować, bo są za drogie. Tymczasem oni już wtedy mieli podpisaną umowę z firmą, która taki sprzęt chciała! I urzędników o tym informowali.
Tak więc stanowisko stworzyli własnym sumptem, niektórzy powiedzieliby, że wręcz chałupniczo. Ale teraz świetnie działa i, co ważne, generuje przychód, a nie koszty.