Giełda wynalazków i projektów. Górnicze ekowynalazki


29-08-2017 17:43:09

Zakład Ochrony Wód w Głównym Instytucie Górnictwa prowadzi pod kierunkiem dr. inż. Pawła Zawartki pionierskie prace polegające na tzw. kapsulacji osadów ściekowych w nośnikach hydrożelowych. Rozwiązania te przedstawiliśmy w PT’14-15, prezentując sylwetkę dr inż. Beaty Kończak, kandydatki w konkursie „Wynalazczyni 2017”.

Inna ciekawa propozycja pochodząca z tego Zakładu jest związana z międzynarodowym projektem LoCAL (Low-Carbon After-Life) Czysta Energia – drugie życie kopalni. Chodzi o wykorzystanie zatopionych wyrobisk po eksploatacji węgla kamiennego jako źródła energii cieplnej. Projekt zrealizowano w ramach Funduszu Badawczego Węgla i Stali (RFCS) i zamknięto w czerwcu 2017 r.

Ciepło zamiast węgla

Każda kopalnia, zarówno czynna, jak i zamknięta musi być bezustannie odwadniana. Wody te mogą być ekologicznym źródłem ciepła np. do ogrzewania domów. Taka pilotażowa instalacja powstała w Bytomiu, na terenie byłej kopalni Szombierki, gdzie zbudowano pole golfowe i osiedle mieszkaniowe docelowo o powierzchni 250 ha.

Opracowano narzędzia umożliwiające wykorzystanie zatopionych wyrobisk górniczych, powstały też instalacje poprawiające efektywność wykorzystania wód kopalnianych. Efekty badań mogą zostać spożytkowane przez przemysł wydobywczy oraz inwestorów na terenach pogórniczych.

Ze śląskich wyrobisk węglowych codziennie odpompowuje się kilkaset tysięcy metrów sześciennych wód o temperaturze przekraczającej 13°C i zapewne ilość ta będzie rosła. Znakomicie nadają się np. do zasilania pomp ciepła. Dotychczasowe badania GIG pozwoliły m.in. określić potencjał energii cieplnej w wypompowanych wodach. Przedmiotem analiz są też systemy odwodnieniowe kopalń czy przekierowywanie wód między kopalniami w związku z likwidacją części z nich.

Pożeracze zakwitów

Zakład zajął się też problemem ekologicznej rekultywacji zbiorników wodnych, które ulegają eutrofizacji wskutek wzmożonego napływu substancji biogennych, głównie z rolnictwa. Państwowy Monitoring Środowiska ustalił, że jeziora w Polsce odznaczają się wysokimi stężeniami tych substancji. Przeważają zbiorniki (84,1% jezior) o zawartości fosforu całkowitego powyżej 0,05 mg/l, poniżej I klasy czystości. Większość nie spełnia także wymogów I klasy ze względu na zawartość azotu. Skutkiem jest gwałtowny rozwój i rozkład glonów i zarastanie jezior. Jednym z rozwiązań proponowanych przez GIG jest zgłoszenie patentowe urządzenia do biologicznej rekultywacji zbiorników. Siatkowy pojemnik z pływakami, zawierający rośliny pochłaniające substancje biogenne, jest zanurzony pod powierzchnią wody. Z obciążnikiem na dnie jeziora łączy go linka przesuwająca się w przelotce. Drugi koniec linki wyprowadzony jest na brzeg. W zależności od postępu oczyszczania się zbiornika wodnego, które zaczyna się od powierzchni, można łatwo zanurzać pojemnik coraz głębiej. W okresach wzmożonych zanieczyszczeń można pojemnik wynurzać dzięki pływakom. Łatwo też go opróżnić z namnożonej biomasy. Możliwe jest wprowadzenie roślinności do najbardziej zanieczyszczonej strefy przy dnie, tzw. strefy fotycznej.

Dron, czyli laboratorium

GIG opracował własny system miejskiego monitoringu powietrza, a opracowana w tym celu mobilna platforma do pomiaru została nagrodzona podczas Międzynarodowych Targów Wynalazczości, Badań Naukowych i Nowych Technologii Innova 2017 w Barcelonie. Urządzenie bada wybrane parametry niskiej emisji z wykorzystaniem dronów. Jest to mobilne laboratorium o wysokiej dokładności i szybkość pomiarów. Dron mierzy to, co wydostaje się z komina bezpośrednio nad nim. Dzięki takim pomiarom można opracować mapę zagrożeń i wskazać miejsca kumulacji pyłów. Urządzenie pobierając próbkę dymu z komina, natychmiast bada jej skład. Za pomocą specjalnego oprogramowania dane trafiają do operatora i są zapisywane w bazie. Takie latające laboratorium cechuje niezawodność działania i wysoka dokładność pomiarów. Niewielkie aspiratory akumulatorowe i membrany filtracyjne, zamontowane w głowicach pomiarowych podwieszonych pod dronem, pozwalają na zweryfikowanie uzyskanych wyników stężenia zanieczyszczeń pyłowych w akredytowanym laboratorium GIG.

System umożliwia rejestrację przelotów złożoną z obrazu z kamery na pokładzie drona, danych o wysokości i odległości od emitera z dalmierza, pozycji geograficznej oraz wizualizację danych i wyników i ich interpretację na mapie.

Najnowszy sukces to Medal Europejski przyznany przez Business Centre Club oraz Europejski Komitet Ekonomiczno-Społeczny w Brukseli za urządzenie do ciągłego pomiaru wysokiej temperatury (do 2300 K) w procesie podziemnego zgazowania węgla. W procesie tym, przy obecności gazów palnych i wybuchowych, tradycyjny pomiar jest prawie niemożliwy. Wykorzystano możliwość pomiaru bezkontaktowego za pomocą urządzenia optyczno-elektronicznego zintegrowanego ze skanującym spektrometrem VIS-NIR (czyli światła widzialnego oraz bliskiej podczerwieni) i autorskim algorytmem.

jaz.  

Komentuje Waldemar Rukść

19-20
Aktualny numer WSZYSTKIE
eNOT.pl - Portal Naczelnej Organizacji Technicznej | eNOT.pl