ACTIVECONTROL: Chytrá katodická ochrana železobetonových konstrukcí

Partnerství

Německá inženýrská firma Catódica GmbH je uznávaným evropským expertem na korozní inženýrství, projektování a aplikaci elektrochemické sanace železobetonových konstrukcí.

Brněnská společnost egmenergo (EGMedical, s.r.o.) disponuje špičkovým zázemím pro vývoj zakázkového hardwaru, embedded softwaru a cloudových serverless architektur.

Spojením těchto dvou světů vzniklo strategické partnerství, jehož výsledkem je ucelený hardwarový a softwarový ekosystém ACTIVECONTROL. Společně posouváme obor ochrany staveb z reaktivní fáze do éry prediktivní údržby 21. století.

Zadání

Životnost betonových staveb, jako jsou parkovací domy, průmyslové objekty, mosty nebo tunely, je kriticky ohrožena korozí ocelové výztuže.

Tu způsobuje pronikání chloridů ze zimního solení cest a karbonatace betonu. Tradiční mechanické sanace metodou „vybourat a záplatovat“ často řeší pouze následek, nikoliv příčinu. Koroze se pak po čase přesune na okraj opraveného místa (tzv. halo efekt neboli efekt anody na rozhraní).

Starší systémy katodické ochrany s vnuceným proudem (ICCP) zase trpěly roztříštěností – oddělovaly zdroje proudu, senzory, ruční měření a reporting do nepropojených procesů.

Naším společným úkolem bylo vyvinout jednotnou modulární platformu, která integruje napájení, sensory, autonomní regulaci a cloudový dohled do jednoho robustního IoT ekosystému.

Výzva

Hlavní technickou výzvou pro tým egmenergo bylo navrhnout vysoce přesnou průmyslovou elektroniku schopnou dlouhodobého a stabilního fungování v nepříznivých venkovních podmínkách a v chemicky agresivním prostředí betonu.

Beton není elektricky homogenní materiál – jeho odpor se neustále mění v závislosti na vlhkosti, teplotě a stáří. Systém proto musel umět regulovat ochranný stejnosměrný proud v každé zóně zcela autonomně a nezávisle, aby se eliminovalo riziko nadměrné polarizace a s tím spojené nebezpečí vodíkového křehnutí u předpjaté oceli.

Klíčové bylo rovněž vyvinout bezkontaktní polovodičové (solid-state) rychlé spínání pro extrémně přesné měření okamžitého vypínacího potenciálu (Instant-Off) a následné depolarizační křivky bez mechanického opotřebení spínacích prvků.

Naše řešení

Navrhli jsme a realizovali komplexní modulární platformu ACTIVECONTROL.

Jádrem systému je lokální jednotka APOWERHUB, která nezávisle a přesně řídí ochranný proud až ve 4 samostatných zónách konstrukce.

K ní se připojují kompaktní víceparametrové měřicí jednotky AMOTE, které v reálném čase sbírají data ze zabudovaných referenčních elektrod, senzorů vlhkosti, teploty či korozních kuponů.

Celý systém je napájen jednotkami APWRLINK prostřednictvím hybridní kabeláže (sdružující nízkonapěťové napájení i ethernetovou komunikaci), což eliminuje nutnost stavby složitých kabelových tras na stavbě.

Data jsou bezpečně přenášena přes průmyslové brány do cloudového rozhraní APORTAL, které tvoří digitální dvojče stavby, provádí prediktivní analýzy a automaticky generuje roční auditní zprávy.

Platforma navíc podporuje udržitelný koncept „Monitoring-First“ – do konstrukce lze při stavbě nejprve zabudovat pouze senzory a aktivní výkonové zdroje připojit až ve chvíli, kdy data prokáží reálné korozní riziko.

Výsledek

ACTIVECONTROL úspěšně prošel náročnými laboratorními i reálnými testy na mostech a parkovacích domech v západní Evropě a v současnosti je sériově vyráběn v Brně.

Provozovatelům staveb přinášíme revoluční nástroj s projektovanou životností dosahující až 75 let.

Díky aktivnímu potlačení koroze odpadá nutnost plošného vybourávání mechanicky zdravého, ale chloridy kontaminovaného betonu. To dramaticky zkracuje stavební práce, minimalizuje hlučnost, prašnost i objem stavebního odpadu. Sanace parkovišť, mostů či tunelů tak může probíhat za plného nebo jen minimálně omezeného provozu.

Systém 24/7 automaticky kontroluje a garantuje splnění přísných ochranných kritérií podle mezinárodní normy EN ISO 12696:2022.

Přečtěte si víc o systému ACTIVECONTROL a principu ICCP v našem článku na blogu.