Nánosy bioorganismů trápí loďaře po staletí. Zpomalují plavbu, zatěžují konstrukci a urychlují degradaci materiálů. S pomocí robotického čištění a laserů se daří procesy čištění zefektivnit a provádět i bez potřeby zaplout do doku.
Československo a posléze Česká republika vlastnily na vnitrozemský stát početnou námořní flotilu. Nevhodnou privatizací po roce 1989 došlo po dalších třech letech k rozprodání a následnému sešrotování 14 lodí. Mohlo by se tedy zdát, že to, jak se čistí trupy lodí, je pro nás odtažitou záležitostí. Máme ale i dost nákladních nebo i slušně kapacitních výletních říčních lodí a také ty, stejně jako třeba různé stavby zčásti ponořené pod hladinou, se musí čistit od usazených organismů, jež se ve vodě nacházejí. O čistotě se říká, že znamená půl zdraví, ale tady podstatně šetří i náklady. Přestože se nánosy usazují na všech strukturách pod hladinou, jako jsou vrtule, kormidla, vstupní a výstupní porty nebo pouzdra sonaru, největší plochu představuje trup lodi, kdy jeho špatná údržba a nánosy usazenin vedou zvýšeným odporem při plavbě k ovlivnění dynamiky lodi, vyšší spotřebě paliva a následně tím i k vyššímu znečištění ovzduší. Navíc biologické znečištění může způsobit nežádoucí přenos invazivních vodních druhů mezi místy, kam se loď dostane.
Nasazení podvodních robotů Na vině za nárůst vrstev organismů a různých jiných nečistot je biofilm, který na lodním trupu působí jako lepidlo. K odstraňování nečistot existuje řada metod, záleží i na velikosti lodi. K očistě může dojít v suchém doku, kde se často kombinuje s pořízením nového nátěru. Takový postup má svá specifika, loď je na dlouhou dobu vyřazena z provozu. U metod čištění pod vodou, pokud jde o velká plavidla, se postupně přechází od ručního provozu k různým mechatronickým zařízením až po systémy čisticích robotů. Ty mohou využívat různých technologií, rotačních kartáčů, vysokotlakého čištění vodou, metody kavitujícího vodního paprsku a v posledním desetiletí už i ultrazvuku s účinkem akustických tlakových rázových vln. Robot sám se musí pohybovat dostatečně blízko k čištěnému povrchu, ale nesmí jej poškodit. Vyžaduje šest stupňů volnosti pohybu a přesnost polohy na centimetr. K držení robotu na trupu se používá magnetické síly, kdy i pomocí permanentních magnetů s velmi malými rozměry lze generovat silné magnetické síly. Používat lze i elektromagnety, což sice dává robotu vyšší manévrovatelnost, ale přináší větší spotřebu energie.
Odpaření nečistot bez poškození povrchu Podvodních robotů s různou technologií čištění je na světě od různých výrobců už plno. Představíme tu alespoň novinku nadnárodní švédské společnosti Semcon — Jotun HullSkater, dálkově ovládaný robot, připravený kdykoliv na palubě k užití. To má své přednosti v jednoduchém operativním postupu. Robot má rozměry 1 600 × 1 000 mm a hmotnost 200 kg. Přilnavost k trupu řeší čtyři magnetická kola, každé s vlastním motorem. Čtyři kamery s analýzou dat poskytují operátorovi při dálkovém řízení informace a dokumentaci ke stavu znečištění trupu. Systém je navržen pro tzv. proaktivní čištění pomocí neabrazivních kartáčů bez poškození antivegetativní vrstvy nátěru. Novinkou, která přichází s pokračujícím vývojem laserů, je, že se čím dál více začíná uvažovat o doplnění robotů pro čištění trupu i o tuto technologii. V tom případě biologický nános absorbuje energii z laserového paprsku, rychle se zahřívá a odpařuje. Laserové čištění je tak výkonný, bezkontaktní proces, který umožňuje selektivní ošetření povrchu trupu bez poškození, nepoužívá žádný spotřební materiál a jeho parametry lze snadno dálkově ovládat pomocí softwaru. Ruským vědcům z Ústavu pro problémy mořských technologií ve Vladivostoku se už podařilo sestavit prototyp robotu s vláknovým laserovým skenerem od IPG, vlnové délky 1 070—1 080 nm. Robot má rozměry 0,73 × 0,72 × 0,45 m, hmotnost 78 kg, pracovat může v hloubce až 10 m. Pohyb robotu po ocelovém trupu ve vodě i na vzduchu je sledován videokamerami. Vpřed pod vodou se pohybuje rychlostí 0,6 m/s. Při výkonu laseru 200 — 800 W je pro odstranění biologického znečištění dostatečná rychlost lineárního skenování 40 mm/s. Ruští vědci však nejsou jedinými, kteří pro lodní trup hledají užití laserového čištění za účelem odstranění biologického znečištění. V rámci současného víceletého výzkumného projektu FoulLas se vědci z Laser Zentrum Hannover (LZH), kde mají dlouholeté zkušenosti s vlastním postupem řezání laserem pod vodou, firma Laserline a Fraunhoferův ústav IFAM snaží vyvinout vlastní laserový čisticí proces. Oproti ruskému postupu tady ještě není určena spolupráce s robotem. Zatím se zvažuje, že laserový proces by měl natolik poškodit vegetační buňky, že všechen znečišťující materiál by pak odplavil tok vody. Zkoušky s modrým a infračerveným diodovým laserem od Laserline se provádějí ve zkušebně IFAM na ostrově Helgoland. Projekt FoulLas je financován Federálním ministerstvem hospodářství a energetiky (BMWi).
Laser umí nánosům i předcházet Pro loďaře a stavitele lodí na závěr ještě jedna zajímavá myšlenka, tentokrát jak nánosům na trupech lodí předcházet. Přináší ji evropský projekt Multiflex, soustředěný kolem Fraunhoferova ústavu ILT, zaměřený na zpracování kovových materiálů výkonnými lasery s ultrakrátkými pulzy v rozsahu pikosekund a femtosekund. Díky využití ultrarychlého 1kW laseru a rozdělení jeho výkonu do mřížky 64 paprsků se tu chystá nová metoda pro vytváření hydrofobních a antivegetativních kovových povrchů. Ty by pak mohly při stavbě lodi nahradit v nátěrech toxické lodní barvy, které se podobně používají k zabránění ulpívání řas. A pak by všechno mohlo být jiné. /Jiří Šmíd/
