0
0
Ученые добавили ямальскому зимнику олимпийской прочности
В ЯНАО ученые из Москвы проводят эксперимент по укреплению сезонных трасс
Ученые из Москвы нашли рецепт, как продлить жизнь ямальских зимников и ледовых переправ. Эксперимент проходит в регионе с 2024 года. Что общего у проекта со спортом высших достижений и ледовыми аренами, какую технологию предложили представители науки, на каком участке работают в этом году? Об этом в пресс-центре «Север-Пресса» рассказала профессор МГТУ им. Н. Э Баумана, доктор технических наук, академик Международной академии холода Галина Гончарова.
Содержание
- 00:34 Почему актуален проект
- 02:17 В чем суть технологии и как она работает
- 05:14 От маленького отрезка до сотни метров
- 07:52 Насколько долговечным может оказаться участок?
- 10:41 Про стоимость и усовершенствования
- 15:13 Смогут ли освоить технологию дорожники
- 16:21 Про «ледовый шпионаж» и интерес к разработке
- 17:56 Про ближайшие планы
Почему актуален проект
00:34 Я попробую достаточно лаконично объяснить суть и актуальность проекта. Насколько мы погружены в эту тему, насколько знаем о проблемах, которые до нас донесли в регионе, в частности, в департаменте транспорта, на самом деле разумной альтернативы автозимникам и ледовым переправам до сих пор нет. Авиаперевозки дорогие, навигация достаточно ограничена, а количество отдаленных районов меньше не становится. Не будем также забывать, что интерес к Арктике и к арктическому региону последние годы просто фантастически возрастает, а значит развитие логистики будет еще более значимым.
При этом нам пояснили, что выход зимника из строя не означает расплавление и закрытие всей дороги. Есть проблемные места, и если их поддержать, к примеру, как больные органы у человека, то можно продлить жизнь всей сезонной трассы. Это, с одной стороны, социальная составляющая вопроса, потому что зимники в первую очередь важны для жителей региона. Но Ямал — это еще огромные добывающие компании, для них каждая неделя до открытия и после закрытия зимника — очень серьезная вещь. Поэтому наш проект нацелен на то, чтобы не связываться с доставкой каких-то строительных материалов, а использовать именно водный лед как естественный материал, и при этом продлить жизнь сезонных зимних дорог.
Могу сказать, что многие институты давно занимаются возможностями упрочнения льда и снятием его хрупкости, которая мешает ему стать полноценным конструкционным материалом. Поэтому у нас была задача найти инструменты, которые позволят с минимальными финансовыми вложениями делегировать ему свойства, которые от него ждут.
В чем суть технологии и как она работает
02:17 Изначально мы занимались этой сферой применительно к спорту высших достижений. А дальше, в стенах Бауманки, когда поняли, что прочный лед вызывает серьезный интерес у северных регионов, и именно у дорожников, разработали и предложили несколько иной технологический алгоритм.
Вся технология стоит на двух китах. Первое — надо снять хрупкость льда. Для этого мы предложили несколько своих авторских составов, защищенных двенадцатью патентами Российской Федерации. Они позволяют при внесении в воду микродоз (тысячные–десятитысячные доли процента) экологически чистых соединений и обработке определенных участков принципиально менять свойства льда. Эти соединения перестраивают «решетку» и мешают льду быть хрупким.
Для понимания всегда привожу студентам такой пример. Порежьте руку, и у вас тут же из капилляров появится огромное количество кровеносных сосудиков. Здесь то же самое. Мы вносим в межкристаллическое пространство некую жидкость, субстанцию, которая служит демфером, мешает льду быть хрупким. Как только трещина начинает развиваться, внесенные частицы ее купируют и залечивают.
Другое дело, что подобное мы раньше делали только для катков, это ограниченные ледовые пространства. Это в среднем 1 800 квадратных метров, у конькобежного овала — 10 000 квадратных метров, а нам нужна технология для протяженных дорог. Поэтому, во-первых, мы перешли на использование наиболее дешевых ингредиентов, а во-вторых, важно, чтобы они были экологически абсолютно безупречными. Что входит в состав? Часть — это удобрения, которые и так вносят в почву для поддержания растительной культуры и так далее. Часть соединений пришла к нам из медицины. Условно говоря, что нужно женщинам, чтобы не было морщин? Ботокс. Примерно то же самое — заполнение возможных возникающих деформаций. И вот эти соединения, будучи, собственно говоря, недефицитными, практически все уже отечественного происхождения, при внесении в лед могут придать ему совершенно другую структуру, продлить срок жизни. Это касается твердотельных зимников, то, что у нас на твердом грунте.
А если мы говорим о переправах, то тут есть еще один нюанс. Мы раньше думали, что надо упрочнить лед именно над водой. Но, когда мы пообщались со специалистами профильного департамента и «Ямалавтодора», нам объяснили: «Господа хорошие, даже без вас у нас лед на Оби бывает 1,4–1,5 метра и больше». Специалистов интересуют стыки с берегом, когда идет весеннее разрушение, прежде всего страдают эти участки. Они сказали: «Если вы упрочните эти места, тогда вам быть на самом почетном месте».
От маленького отрезка до сотни метров
05:14 Мы начали с чего? В следующий год после того, как мы с вами встречались, а это было в 2024-ом, кроме твердотельного участка, который уже дал прекрасные результаты, мы попробовали упрочнить сход с берега к протоке Вырчик. Отрезок был небольшой, но и времени было мало, не все договоренности достигнуты, и самое главное, мы хотели проверить и показать, как работает технология. Пока кто-то не увидит живьем в реальном эксперименте, лабораторные опыты, как правило, кажутся недостаточно убедительными. Поэтому в прошлом году мы сделали этот экспериментальный кусочек. В конце апреля 2025 года был наш первый приезд, чтобы посмотреть, что происходит на участке. Зимник уже был закрыт, но наш кусочек сразу выделялся. Часть, которая не обработана, была в рытвинах, в колеях, очень глубокие следы от протекторов. У обработанного участка ледовая поверхность оказалась гладкой, практически без колеи. Самое интересное было в следующий приезд — 16–17 мая. Практически весь лед на Вырчике уже сошел, с краев замоины, которые закрывали вообще все, по центру — открытая река, а наш модифицированный кусочек льда оставался. Если помните, в Москве есть наш любимый мост рядом с Зарядьем, такой своего рода «язык». Здесь получилось практически аналогично. Когда мой отчаянный студент вышел и попробовал ломиком его поломать, ничего не вышло. Поэтому в течение последующего времени мы очень хотели договориться о том, чтобы в этом году сделать полноценные опытно-промышленные испытания. Только после этого мы имеем моральное и законодательное право выходить на дорогу, предлагать свои услуги и дорожникам, и департаменту, и добывающим компаниям. В этом году мы наконец подошли к этому этапу — делаем полноценную переправу на Вырчике, захватывая оба берега и модифицируя по 350 метров спуска и самой реки с обеих сторон, то есть в общей сумме уже 700 метров.
Насколько долговечным может оказаться участок
07:52 Мы не сомневаемся, что в прошлом году когда-то к июню смыло и наш «язык», но у нас и нет задачи весь август продержаться. Более того, когда мы приехали смотреть наш участок, то туда надо было пробираться на вездеходе или внедорожнике. Не исключено, что в этот раз нам придется оценивать трассу с помощью дрона или других возможностей. В этом году наша задача - понять предельную величину долгожительства, на что мы можем выйти по времени существования этой транспортной артерии с учетом погоды.
Сейчас мы можем сказать только одно — у участка гораздо меньший износ, его не надо проливать дополнительно. Мы же видим, когда накапливается колея, летят жалобы, что у кого-то бампер полетел, еще какое-то повреждение, поэтому идет дополнительная проливка. В прошлом году наш участок не проливали, потому что износ у него существенно меньший.
Есть еще один момент, который мы открыли в прошлом году и уже запатентовали. Если вы видели, вода из Оби — желтая. И когда мы заливаем пролитый водой тракт, он всегда песочно-глинистого цвета. А когда мы приехали весной, увидели, что наш участок абсолютно белый, наверху легкая-легкая песочная паутинка, которая смахивается щеткой. Дальше мы берем керн из этого участка, высверливаем лед, даже без микроскопа видим, что он ослепительно белый. Что происходит? Соединения, которые мы вносим, ассоциируют на себе всю органику, которая присутствует в воде и придает цвет, вытягивает ее с собой наверх. Они флокулянты. И если в период, когда солнышко начинает активно светить на трассу, можно просто проехать обычной машиной с подметалкой и смести эту паутинку, то мы увидим абсолютно белый участок. Учитывая, что мы в верхние слои добавили еще мраморную пудру, то есть цвет, то белое плавится в последнюю очередь.
Кстати, отмечу, что зимник, а мы работаем на участке зимника из Лабытнанги в Мужи, невероятно хорош. Пользуясь случаем, хочу выразить удовлетворение работой ваших транспортников. Этот зимник по своему качеству гораздо лучше многих обычных дорог, которые зимой все растресканные, половина машин остается без колес. Ваш зимник очень хорошо ухоженный.
Про стоимость и усовершенствования
10:41 С огромной «печалью» могу сказать, что стоимость всех ингредиентов достаточно мала. Если строить свой бизнес, продавать эти ингредиенты, то это не то, что может поддержать фирму, чтобы можно было обеспечить весь свой научный состав. Но это к радости всех обслуживающих компаний. Наш интерес — научный, разрабатывать новое и отдавать. Поэтому, конечно, очень хорошо, что ингредиенты не очень дорогие. Но есть важный момент, который, как я надеюсь, мы преодолеем в этом году.
В чем вообще вся проблема? Почему не все любят науку, почему до практики такой огромный путь, на чем все спотыкаются? Научные исследования и промышленные проекты финансируются, а вот что происходит в промежутке между ними? А в промежутке надо создать оборудование, которое позволит все эти технологии перенести сюда и использовать. Первый год наши ингредиенты готовили в двадцатилитровых бутылках, переливали, залезая на машины. Это тяжелый механический труд. А как мраморную крошку внести? Рабочие вставали в ковш и лопатками разбрасывали. Кто возьмет такую технологию? Нереально кого-то заставить. Поэтому последние два года мы создавали принципиально новое оборудование, которое позволит механизировать процесс. У нас уже есть обогреваемые кубы, где находится раствор, который мы должны забросить, а далее — по принципу бензоколонки с мерным пистолетом. Отмерили 20 литров, дальше залили водой, машина поехала проливать. Вторая часть, самая сложная — это размешивание. Многие знают эти ингредиенты. Главное соединение очень плохо размешивать и всем лень, никого же не поставишь с мешалкой как Бабу-Ягу в ступе. Есть похожая техника для размешивания теста, киселей, кремов в косметологии, но там другие мешалки. Бетономешалка? Это хорошо, но она ржавеющая, не очень герметичная, начинаются протечки при высокой температуре. Поэтому мы сделали новое оборудование, которое позволяет и греть, и размешивать по принципу: включил, отошел, пьешь чай.
Но самое главное — раскладывание базальтовых нитей, которые мы используем для укрепления участка. Все всегда говорят: «А почему не возьмете обычную базальтовую сетку? Постелили и все прекрасно». Но есть проблема, которую наша развитая промышленность до сих пор не решила. Все сетки, прежде тем, как их сплести, вся эта нить проходят так называемое замасливание. Сетка становится гидрофобной, она не прирастает ко льду. Мы пробуем положить, у нас лед сверху и снизу, между ним сетка. Ее можно спокойно выдернуть, мы не получаем композиционного материала. А нам нужны нити, которые образуют со льдом монолитный композит. Мы сделали такие и самое главное, что это абсолютно природный материал, базальт, вытяжка из камня. То есть ни один эколог никогда не придерется с вопросами. Даже если сетка как водоросль будет шевелиться, она никого не тронет. Мы специально проверяли, сдавали все наши ингредиенты на экспертизу, специалисты смотрели, что для зоны рыболовства с нашей стороны нет никаких ограничивающих вещей.
Кроме того, надо ведь эти нити раскладывать. Если бы это была речка величиной с комнату, мы бы как при посадке картошки два колышка вбили и ниточку растянули. А если это километры? А если это на морозе? А если это на ветру? При этом надо раскладывать параллельно и тут же примораживать. Поэтому впервые мы создали такую установку, которая разматывает базальтовую нить одновременно из восемнадцати катушек. Она не перепутывается, раскладывается как надо, за ней едет установочка, которая тут же ее примораживает и приглаживает.
Смогут ли освоить технологию дорожники
15:13 Вы знаете это уже происходит, и мы уже достаточно продвинулись в этом направлении. Помню, когда мы начинали заниматься спортивными присадками, на первые стадионы, я везде выезжала одна на первую заливку. Теперь мы доходим уже до чего? У нас есть контракты, скажем, с омским «Авангардом», в Череповце с «Северсталью», есть минское «Динамо». Сейчас мы просто отправляем посылку с инструкцией. Один раз приехали, показали и все — люди сами справляются. Более того, они уже имеют свою степень свободы в дозировках. Когда мы проводили зимнюю Олимпиаду в Сочи, два года просидели в ледовых службах стадиона. Теперь они сами совершенно спокойно работают с технологией. Я думаю, что в этом проекте будет тоже самое.
Про «ледовый шпионаж» и интерес к разработке
16:21 Дело в том, что пока мы сейчас не выступаем активными участниками международных соревнований, таких как Олимпиада, этапы Кубка мира по фигурному катанию, по конькобежке, которые проводились у нас в стране, прецедентов стало меньше. С Беларусью мы совершенно прекрасно сотрудничаем, но мы им поставляем ингредиенты, а не делимся нюансами технологии.
Но я думаю, что все равно рано или поздно мы вернемся на международную арену. И все равно будут случаи, когда будут пытаться «позаимствовать» нашу технологию. К примеру, конькобежку смотрят до тех пор, пока продолжают обновляться рекорды. Допинг в этом случае все равно вещь ограниченная. Что можно усовершенствовать в таком случае? Коньки и лед. Сейчас, к примеру, в фигурном катании четыре с половиной оборота начнут прыгать, а для этого надо, чтобы лед не разбили. Очевидно, что технический допинг всегда будет жить, иначе спорт потеряет свою зрелищность.
Что касается долгожительства зимников и ледовых переправ скажу, что, конечно, темой интересуются все. В первую очередь Канада. Для них это актуально, хотя, территория, конечно, поменьше, чем наша. Китайцы очень интересуются льдом, это очевидно, США. Не говорю уже о том, что Норвегия тоже заинтересована. Это вообще очень известная спортивная ледовая держава. Там тоже очень много интереса, тут уже никуда не денешься.
Про ближайшие планы
17:56 Я думаю, что в этом году мы еще раз-два появимся. Будет наша самая любимая стадия — сравнительный мониторинг, когда мы смотрим, что происходит. Главное нам нужно для себя понять, насколько мы сделали укрепление. Может быть, получилось избыточно, уже ледоход, а у нас еще стоит тот самый «мост» через Москву-реку. А может быть наоборот, если бы добавили еще сантиметра два толщины, то дожили бы до победного.
Еще один очень важный момент — мы все-таки заложники естественного холода. На катке мы знаем, чтобы наморозить нужную толщину, поставила параметры на холодильную машину, через три дня будет ледовый массив. А здесь в реальных условиях сегодня у нас -37, рабочих не выпустили на трассу, а в прошлом году у вас в феврале был чуть ли не дождь. То есть надо понимать, как говорят, а сколько точно вешать в граммах, нужно смотреть, какая погода, кого вы собираетесь по переправе переправлять, пойдут большегрузы в 60 тонн или просто население поедет. Все зависит от ожидаемой и прогнозируемой нагрузки и погодных условий.
При выборе автомобиля для Крайнего Севера ключевыми факторами становятся устойчивость к экстремальным температурам, проходимость, надежность и ремонтопригодность. Какую выбрать машину, чтобы не мучиться с ее отогревом на Ямале, и можно ли уложиться при покупке в 1 млн рублей, — в материале «Север-Пресс».
Читайте «Север-Пресс» в MAX.
0
0
Теги: