Recyklovat nebo nově konstruovat? - obojí společně!

A proč by konstrukce pneumatik měla zajímat uživatele stavební techniky?

Snižování limitu hluku v Praze a dalších velkých městech je velmi žádoucí. Hluk pneumatik se dá do jisté míry redukovat jejich konstrukcí a volbou surovin, z nichž je vyrobena. Je však nutné si uvědomit, že zcela odstranit hluk pneumatik lze jen velmi obtížně. Při výrobě jednotlivých polotovarů pláště pneumatiky dochází k nepřesnostem, které se ve finále sčítají. Ty se konečném důsledku projeví tak, že plášť pneumatiky je potom neuniformní, není vyvážený. Mimosilniční pneumatiky mohou vykazovat vyšší hladinu hluku, což je dáno oblastí jejich použití. Každá úprava pneumatik a vozovek se může projevit dvousečně. Když vyrobíte perfektní pneumatiku, která bude mít minimální hranici hluku, může se to projevit negativně v její jiné vlastnosti. Na druhé straně upravený povrch vozovky, která potlačuje hluk způsobený odvalováním pneumatik, může mít velký vliv na finální spotřebu vozidel nebo dokonce na bezpečnost provozu... Proto je nutné zvolit kompromis, který nebude ve výsledném ef ektu škodlivý.

Z uvedeného vyplývá, že na hluku se podílí jak pneumatika, tak povrch, po kterém se pohybuje. Pneumatika a její kontakt s vozovkou však není zdaleka jediným zdrojem hluku. Snižování hladiny hluku lze docílit komplexním řešením problému, hluk vytvořený pneumatikou je pouze jednou z příčin.

Může k tomu dokonce přispět samotná pneumatika po skončení svojí životnosti. Jak ukazují poslední zkušenosti ze zahraničí i tuzemska, přidání pryžové drti do asfaltu může přinést mimo jiné i zlepšení v oblasti hlukových emisí.

Jakým způsobem se vaše pracoviště zapojuje do výzkumných aktivit ve stavebním sektoru?

V oboru stavebnictví hrají velmi důležitou roli stavební stroje, které jsou významným pomocníkem na všech realizovaných stavbách. Každý z nás ví, že součástí části stavební techniky jsou pneumatiky. Pro mimosilniční pneumatiky platí specifická konstrukce a vlastnosti.

Jaké typy pneumatik to tedy jsou? Čím se liší od běžných typů používaných u osobních automobilů?Je možná aplikace i na další typy výrobků?

Pneumatiky mimosilničních vozidel se často pohybují v extrémně těžkých podmínkách a jsou mimořádně zatěžovány. Na konstrukci pneumatik pro mimosilniční vozidla jsou proto kladeny velké nároky, aby byly schopny dlouhodobého provozu v těžkých provozních podmínkách. Vzhledem k jejich vysoké ceně se také očekává dlouhá životnost.

Tzv. "mimosilniční pneumatiky" se naprosto liší jak svou konstrukcí, tak užitnými vlastnostmi. Zatímco pneumatiky používané pro pohyb na běžných cestách, rychlostních komunikacích a dálnicích jsou vystavovány brousícímu účinku vozovky, po které se právě pohybují, u mimosilničních pneumatik je situace diametrálně odlišná. Drobné hrany kamenů, kamínků a terénních nerovností postupně vykousávají malé či větší kousky pryžového materiálu pneumatiky. Tím mohou způsobit její částečnou nebo úplnou destrukci. V odborné terminologii se tento jev nazývá "chipping and chunking effect". Naše pracoviště se dlouhodobě a podrobně věnuje problematice opotřebení silně namáhaných pryžových dílů. Bylo zde vyvinuto zařízení, na kterém je možné daný typ opotřebení testovat, a je chráněno mezinárodním užitným vzorem. Testování opotřebení zahrnuje nejen měření samotné míry opotřebení testovaných vzorků, ale velký důraz je kladen na komplexní hodnocení (snímání deformací vysokorychlos tní kamerou, vytváření mechanických modelů, predikce chování testovaných směsí apod.). Výsledky jsou potom aplikovány přímo na reálných výrobcích, které zahrnují nejen mimosilniční pneumatiky, ale také dopravní pásy, různá těsnění, tlumící prvky apod.

Jaký má ale význam stará opotřebovaná pneumatika pro stavebnictví?

Pneumatika na konci své životnosti je výrobek, který obsahuje různé typy kaučuků, plniv a výztužných materiálů. Pro další využití se obvykle drtí, separují se výztužné materiály a pryžová drť se používá pro výrobu různých produktů. Z oblasti stavebnictví to může být např. pružná dlažba pro výstavbu dětských hřišť či jiných sportovišť. Ve stavebnictví se také využívá zprostředkovaně. Velké množství pneumatik končí v cementárnách. Spalováním dochází ke značným energetickým úsporám, protože energetický obsah pneumatik je značný. Jsou využívány i jiné metody energetického využití jako např. pyrolýza. Využití pryžové drti při výrobě nových pneumatik se však doposud příliš neujalo. Je to dáno velkým konservatismem u výrobců pneumatik, který má však své racionální základy. Jakékoliv změny ve skladbě materiálů musí být důkladně posouzeny a ověřeny - jde přece jen o bezpečnost automobilového provozu.

V zahraničí jsou velmi dobré zkušenosti s využitím pryžové drtě pneumatik do asfaltových směsí na vozovky. V Evropě, ale i v zámoří, jsou vybudovány stovky kilometrů takových silnic a dálnic. Také v ČR se na podobných problémech pracuje (např. na stavební fakultě VUT v Brně). Jsem přesvědčen, že postupně dojde ke změně názorů v této oblasti a pryžová drť se bude využívat v nejrůznějších aplikacích i v ČR.

Doc. Ing. David Maňas, Ph.D.
působí na Fakultě technologické Univerzity Tomáše Bati ve Zlíně jako akademický pracovník. Zabývá se problematikou opotřebení výrobků z polymerů a využitím mikro a nanoindentačních metod při měření tvrdosti. Habilitační práce na téma Opotřebení pneumatik je příspěvkem k řešení problematiky opotřebení plášťů mimosilničních pneumatik. Praktické zkušenosti z této oblasti získal během několikaletého působení u největšího českého a jednoho z předních evropských výrobců mimosilničních plášťů akciové společnosti Mitas.

AUTOR: Václav Senjuk