Tomáš Prošek: Našimi korozními testy prochází horolezecké skoby z celého světa

Několik let jste působil ve Francii na Institut de la Corrosion mimo jiné jako vedoucí výzkumné skupiny. Překvapilo mě, že se korozi věnuje celý vědecký institut…

Jsem na to zvyklý celou svou kariéru, není pro mě šokující dozvědět se, že o nás slyšíte poprvé. Studium koroze a protikorozní ochrana kovů ale nejsou malým oborem. Zrovna dnes dopoledne jsme měli valné shromáždění Evropské korozní federace, která odhaduje, že v Evropě reprezentuje přibližně 22 tisíc lidí zabývajících se korozí. Každý rok organizujeme největší korozní vědeckou konferenci, která má typicky mezi 1000–1500 účastníky a je navštěvována lidmi z celého světa.

Co všechno odborníci na korozi studují?

Máme tři hlavní směry výzkumu koroze. Korozi ve vodném prostředí – například u lodí v mořské vodě, v chemickém průmyslu, energetice – prostě všude tam, kde máte nějaký objem kapaliny, a materiály jsou s ní v kontaktu. Pak máme atmosférickou korozi, kdy jsou kovy v kontaktu s tenkou vrstvou elektrolytu ve vlhkém vzduchu, a korozi vysokoteplotní, kdy degradace probíhá přímou chemickou reakcí s plynem. Atmosférická koroze je největší z pohledu exponované plochy, jelikož nejvíce kovových materiálů je exponováno právě v atmosféře. Nejintenzivnější výzkum ale probíhá v oblasti koroze ve vodných prostředích, kde se setkáme se zajímavějšími materiály. Vodná prostředí jsou navíc agresivnější čili následky korozního poškození mohou být dramatičtější.

Koroze sice není úplně sexy obor, když o něm slyšíte poprvé, ale témat, která sem spadají a jsou přitažlivá, vůbec není málo. Vedle toho, že je koroze hodně orientovaná na praktický výzkum, je také multidisciplinární. V korozi se dřív nebo později dostanete do kontaktu s někým z jiného oboru, ať už je to architektura, stavebnictví, automobilový průmysl, lékařství nebo mikrobiologie.

Ve farmacii například řešíme znečištění léčiv. I stopové množství materiálu, ze kterého je reakční nádoba na jejich přípravu vyrobená, by mohla snížit účinnost léku nebo mít alergické účinky. Celý jeden obor protikorozní ochrany zkoumá materiály, které se používají v lidském těle například jako náhrady kloubů. Tady se hledají nové povrchové úpravy, aby docházelo ke snadnějšímu srůstu, rychlejšímu hojení, do povrchových vrstev se mohou přidávat léčiva. Velká skupina materiálového výzkumu se věnuje biodegradabilním kovům. Když si třeba zlomíte nohu a voperují vám dlahu, která umožní kosti správně srůst, musíte podstoupit dvě operace. Jednu, když se dlaha vkládá, druhou, když se vyjímá. Je snaha vytvořit materiál, který by v lidském těle řízeně odkorodoval, aby druhá operace už nebyla třeba.

Jakou korozí se zabýváte vy?

Především atmosférickou. Soustředíme se na protikorozní ochranu s cílem prodloužit životnost studovaných materiálů. Když se na to podíváte čistě termodynamicky, tak každý materiál zkoroduje. Vezmeme rudu, což je nejčastěji oxidická forma kovu, a za pomoci energie ji zredukujeme, tedy dostaneme do kovového stavu, a příroda udělá všechno pro to, aby ji vrátila tam, kde jsme ji vzali. A vždycky vyhraje. Je jen otázkou, jak dlouho jí to bude trvat. Naše práce je prodloužit dobu použitelnosti kovu, než dojde k oxidaci zpět do stavu, ze kterého jsme si ho z přírody vzali.

Musíme si na sebe vydělat

Poměrně dlouho jste působil v zahraničí. Jaká byla vaše motivace vrátit se zpět do Česka?

Šel jsem do zahraničí na postdoktorský pobyt. Mou primární motivací bylo naučit se něco nového, získat kontakty a být pak u nás schopen založit funkční skupinu na světové úrovni. Česká korozní špička vůbec není špatná, ale přece jenom jsme malá země. Nikdy jsem však neměl touhu emigrovat. Jsem tu rád, mám tady rodinu, kamarády. V momentě, kdy se VŠCHT rozhodla založit Technopark Kralupy a dostal jsem nabídku tu vést jednu ze skupin, vrátil jsem se.

Ze dvou lidí jsme postupně vyrostli na třináct a tvoříme něco mezi polovinou a třetinou celé kapacity Technoparku. Jsme hrdí na to, že v naší skupině máme kolem 100 přímých zakázek pro průmysl každý rok. Od opravdu malých, kdy od nás někdo potřebuje doporučení materiálu či jednoduchou zkoušku, až po velmi komplexní konzultace nebo i části výzkumných aktivit pro daného zákazníka. Máme poměrně velkou zkušební laboratoř, provádíme i korozní zkoušky pro klienty.

Jaký vztah má Technopark Kralupy k VŠCHT?

Právně jsme plnou součástí VŠCHT, nemáme svoji vlastní právní identitu. Škola chtěla mít instituci, která bude blíže průmyslu. Nejsme primárně zapojeni do vzdělávacích aktivit. Lidé, kteří pracují v Technoparku, tak nemusí sledovat akademickou kariéru, nemusí učit nebo publikovat v impaktovaných časopisech, když nechtějí. Na druhou stranu se od nás očekává, že si na sebe vyděláme, že budeme užiteční pro průmyslové partnery a získáme si projekty a zakázky sami. 

Na jakou vaši práci jste hrdý?

Hezkým výstupem byla spolupráce s Mezinárodní horolezeckou federací. Asi deset let nazpět začalo docházet k praskání skob vyrobených z korozivzdorné oceli, které mají horolezci instalované na různých místech světa permanentně ve skalách. V přímořských oblastech došlo k několika úrazům, jelikož skoby, přestože byly instalovány relativně nedávno, při zatížení praskly. Jestliže je korozní poškození viditelné, tak je to sice nepříjemné, ale dává vám možnost reagovat. Tady ty skoby rovnou praskaly. Zjistili jsme, že se jedná o tzv. korozní praskání pod napětím v kontaktu s depozity solí z mořské vody, jehož důvodem byla akumulace kapének mořské vody. Jednalo o místa pod různými převisy, kde nedocházelo k omývání deštěm. Po nějaké době byla korozivita depozitů tak vysoká, že došlo k náhlému prasknutí. 

Dali jsme dohromady normu, která stanovuje soubor zkoušek tak, aby se zaručilo, že v tom daném prostředí k praskání nedojde. Jde o nařízení, které je aplikováno po celém světě a my jsme jediná zkušební laboratoř oprávněná Mezinárodní horolezeckou federací pro provádění těchto zkoušek. Chodí nám skoby z celého světa a my je certifikujeme do tří kategorií podle toho, na které místo se mohou použít. Když na takové skobě nebo třeba i železném žebříku v horách najdete značku Mezinárodní horolezecké federace UIAA, tak si můžete být jistá, že byla vyzkoušena v naší laboratoři a nemůže se nic špatného stát.

Korozní čidlo CorrSen

Naše čidlo může monitorovat památky, výpočetní střediska i potrubí

V nedávné době jste vyvinuli čidlo na atmosférickou korozivitu CorrSen. Jak funguje?

Toto čidlo vyvíjíme už asi patnáct let. Poprvé to bylo v rámci evropského projektu, kterého jsem se účastnil v době, kdy jsem byl ve Francii společně s kolegy z Prahy. Před čtyřmi lety jsme se rozhodli, že je na čase vývoj posunout komerčním směrem. Napsali jsme projekt do programu Trend Technologické agentury ČR a s pomocí Středočeského inovačního centra (SIC) jsme našli skvělého partnera, firmu Gema z Unhoště. Gema je odpovědná za vývoj elektronické části měřicího zařízení, my jsme vyvinuli senzory. Výsledkem je čidlo, které umí automaticky bezdrátově sledovat korozivitu atmosféry a stanovit nebezpečí koroze pro různé instalace, ať už je to most, výrobní linka, kulturní památka nebo výpočetní středisko.

Byli jste s pomocí Středočeského inovačního centra spokojeni?

Musím s čistým svědomím říct, že SIC funguje skvěle. V porovnání s jinými inovačními centry je přístup SIC velmi netypický. Ve většině případů jsou to oni, kteří za námi přichází s nabídkou něčeho navíc. V tomto projektu nás doprovázeli úplně od začátku. Když jsme nemohli sehnat vhodného partnera, který by nám pomohl čidlo vyvinout, napadlo nás obrátit se na toto veřejné inovační centrum. Využili jsme nejprve jeho program Validace komerčního potenciálu, kde pro nás SIC udělalo průzkum trhu ve Středočeském kraji. Poté jsme využili jeho službu SIC CONNECT, která nám našla tři možné partnery a my jsme si vybrali Gemu. SIC nás celou dobu provázel, pravidelně za námi chodili a nabízeli konzultace v různých směrech a propagovali naši technologii na různých konferencích. Je to skutečně nadstandardní služba.

Na jakém principu antikorozní čidlo funguje?

Je to vlastně velmi jednoduché měření elektrického odporu v tenoučké vrstvě kovu, tedy sto let stará technologie. Jak kov koroduje, tak odpor narůstá. My jsme schopni ze změny odporu říct, kolik kovu už odkorodovalo a stanovit aktuální korozní rychlost v reálném čase.

Tloušťku senzoru přizpůsobujeme podmínkám na monitorovaném místě. Senzory umíme udělat velmi tenké, a tedy extrémně citlivé, nebo naopak silné, aby vydržely dlouho. I robustní senzory však mají dobrou citlivost, a to díky dvěma opatřením. Pomocí postupu, který připravujeme k patentování, jsme výrazně snížili teplotní šum. Citlivost je zvýšena také unikátním designem čidla chráněným užitným vzorem. Optimalizovaná výrobní procedura nám pak umožňuje vyrábět čidla téměř z jakéhokoliv důležitého kovu nebo slitiny. Ale hlavní inovací a cílem projektu bylo vyrobit zařízení, které bude komunikovat bezdrátově.

V čem spočívá výhoda bezdrátového připojení?

Předchozí verze, kterou jsme vyvinuli ve zmíněném evropském projektu, měla podobnou funkčnost, ale bohužel jediná šance, jak se dostat k datům, bylo vzít laptop a čtečku, jít fyzicky k zařízení a načíst data. Což pro rychlou reakci na okamžitou změnu prostředí není ideální. Zjistili jsme, že čidla často leží někde rok, než jsou z nich data stažena. Proto jsme šli do spolupráce s firmou Gema, která vyvinula novou elektroniku, a dnes toto zařízení umí komunikovat přímo se serverem a data jsou okamžitě k dispozici. Zákazníkovi jsou dostupná v jeho profilu nebo formou automaticky zasílaných varování, nebo se o data staráme na základě smlouvy se zákazníkem my.

Používají zákazníci čidlo spíš pro jednorázová měření koroze či pro dlouhodobé monitorování?

Samozřejmě preferujeme druhou variantu, protože nám umožňuje reagovat okamžitě, pokud se stane něco neobvyklého. Ale naši zákazníci využívají obě možnosti.

Například nastane problém s kvalitou ve výrobě, my na měsíc nasadíme naše čidla a na základě měření zjistíme, jak se mění korozivita v daném prostředí, jestli třeba osciluje v průběhu dne nebo se zvyšuje při nějaké speciální výrobní operaci. Na základě toho můžeme navrhnout optimalizaci. Jsou ale aplikace, jako třeba ve výpočetních střediscích, kde je potřeba korozivitu sledovat trvale, protože hrozí nebezpečí poškození drahé výpočetní techniky, a je potřeba okamžitě reagovat.

Liší se nějak čidlo podle toho, kde ho chcete použít?

Máme tři varianty. Jedna je pro vnitřní prostory, hlavně pro kulturní instituce, výpočetní střediska, případně výrobní procesy. Potom máme variantu, která je určená pro venkovní použití. Ta je robustnější a plně vodotěsná, takže jí nevadí například déšť. Tu můžeme používat pro stanovení korozivity na stavbách, mostech.

A pak máme variantu, která má senzor na dlouhém drátu a ta může být použita pro monitoring v místech, která jsou tak malá, že se do nich nedostaneme jiným způsobem. Věříme, že to bude největší oblast použití. Existuje totiž typ korozního poškození, které se nazývá koroze pod izolací. Jde o veliký problém například v rafinériích a při výrobě energie v elektrárnách, kde je řada potrubí a zařízení izolována a vy pod tu izolaci nevidíte. Tam může dojít k urychlení koroze třeba v důsledku zatékání a vy se o tom nedozvíte dříve, než dojde ke katastrofě. Náš senzor pro tyto účely je ohebný, takže jsme schopni ho vsunout na jakékoliv místo a mít trvalý přehled o tom, co se děje.

Zmiňoval jste vnitřní použití čidla u kulturních památek, jak si to můžu představit?

Tam máme aplikací nejvíc, protože muzea, depozitáře a další kulturní instituce schraňují objekty ohromné hodnoty a jsou dlouhodobému monitorování nakloněné. Výstavní síně tato čidla používají ve výstavních vitrínách nebo v depozitářích. Naše starší čidlo využila i pařížská galerie Louvre, která zapůjčila tapisérii protkávanou měděným drátem na výstavy do Tokia a Ósaky a měli v podmínkách, že s tapiserií musí cestovat i naše čidlo. Zpětným vyhodnocením se zjistilo, že podmínky v ósacké výstavní síně nebyly v pořádku, byla tam zvýšená korozivita, neměli zřejmě kontrolu kvality vzduchu, filtry a podobně. Výsledek monitoringu byl, že se tato galerie ocitla na blacklistu a další zápůjčka již nebyla možná.

Kolik vašich čidel už se dostalo k zákazníkům?

Čidlo nyní u zákazníků testujeme a vychytáváme drobné chybičky. Když za námi někdo přijde a má o čidlo zájem, tak mu ho dáme zdarma s tím, že ho poprosíme o zpětnou vazbu. V tuhle chvíli máme po světě asi 25 čidel, probíhá testování ve Švýcarsku, v Číně, máme čidla v galeriích, na průmyslových místech, zkrátka jsme se snažili obsáhnout všechny možné aplikace, o kterých jsem hovořil. Očekáváme, že skutečná komercializace nastane ke konci tohoto roku.

 

Autorka: Vendula Lužná (Vědavýzkum.cz)

Rozhovor vyšel v rámci copywritingové spolupráce, jejímž cílem je upozornit na služby pro výzkumníky, výzkumná centra a inovativní firmy, které nabízí Středočeské inovační centrum. Tento rozhovor představuje službu Validace komerčního potenciálu a SIC connect.

---

Tomáš Prošek vede v Technoparku Kralupy výzkumnou skupinu Kovové konstrukční materiály. Vystudoval VŠCHT, mnoho let působil v zahraničí, převážně ve Švédsku a ve Francii. Loni byl zvolen na dva roky do čela Evropské korozní federace. Má tři děti a s rodinou žije v Praze. Ve volném čase se věnuje turistice, lyžování, dřevorubectví a podpoře uměleckých aktivit své manželky.