Patent z UWM dla budownictwa

Jest prosty w obsłudze, tani w produkcji i co najważniejsze – nie fałszuje danych. Prof. Robert Wójcik z UWM skonstruował i opatentował czujnik pomiaru wilgotności materiałów budowlanych, który wskaże, ile wody jest naprawdę w murze.

Zabezpieczaniem budowli przed wilgocią dr hab. inż. Robert Wójcik, prof. UWM zajmuje się od dziesięcioleci i jest w tej dziedzinie w Polsce autorytetem. Kierownik Katedry Budownictwa Ogólnego i Fizyki Budowli na Wydziale Geoinżynierii skutecznie zgłosił do Urzędu Patentowego RP swój czujnik wilgotności materiałów budowlanych. Pracował nad nim od lat.

– Wiele razy używałem do pomiarów wilgotności czujników dostępnych na rynku. Moje obserwacje potwierdzają, że nie mierzą one wilgotności murów czy materiałów budowalnych, tylko wilgotność otaczającego je powietrza. Gdy pada deszcz, czujniki pokazują dużą wilgotność murów. Gdy jest sucho – małą. Szczególnie mylące są ich wskazania przy mierzeniu wilgotności wełny drzewnej czy mineralnej. Czujniki w ich przypadku pokazują wilgotność porów, a nie włókien. Takie nieprawdziwe dane mogą mieć poważne konsekwencje dla budowli – mówi prof. Wójcik.

Kiedy więc czujnik będzie pokazywać prawdziwą wilgotność? Gdy sam będzie tak wilgotny, jak materiał, który ma sprawdzić. Kierując się tą ideą i próbując po wielokroć, prof. Wójcik zbudował wiarygodny czujnik.

Przypomina on długi ołówek. Jego zasadniczą częścią jest próbnik. To celulozowa taśma, wewnątrz której znajdują się elektrody mierzące impedancję. Impedancja to całkowity opór, ale w obwodzie prądu przemiennego. Elektrody są wykonane z wysokiej jakości stali nierdzewnej. Taśma, którą owinięty jest czujnik, wykonana jest z materiału, który nie butwieje, nie pleśnieje, ale chłonie wilgoć. Jest ona nasączoną solami mineralnymi, które występują w materiałach budowlanych. Dlaczego?

– Dlatego, że sól chłonie wodę, a ta zmienia impedancję materiału – tłumaczy profesor. – Wiarygodny pomiar tym czujnikiem jest wtedy, gdy wilgotność taśmy czujnika zrówna się z wilgotnością muru lub materiału, a jej nasycenie solami zrówna się z nasyceniem badanego materiału.

Projektując czujnik, który zdobył patent Urzędu Patentowego RP, prof. Wójcik miał do pokonania kilka wyzwań. Musiał dobrać materiał celulozowy, elektrody, wybrać sposób osadzenia czujnika w murze, aby nie przedostawało się do niego, fałszujące wynik, powietrze z zewnątrz, a także dobrać odpowiednie sole do nasączenia taśmy z elektrodami. Na koniec musiał jeszcze opracować skalę impedancji, odpowiadająca procentowemu nasyceniu wodą badanych materiałów. Wszystkie te cele zrealizował.

– Mój czujnik pokazuje faktyczną wilgotność w pełnej skali. Umożliwia pomiar w trybie ciągłym przez dowolnie długi czas. Dane z czujnika bezprzewodowo płyną do stacji przekaźnikowej, która następnie przez Internet przekazuje je na serwer chmurowy, z którego mogę je pobrać. Można ustalić częstotliwość pomiarów od milisekundy do kilkunastu godzin. To po to, aby nie przytłoczyć się nadmiarem danych – wyjaśnia prof. Wójcik.

Czujniki prof. Wójcika są jednorazowe, bo pod wpływem wilgoci puchną, deformują się, przyklejają do otworów i wyjęte zazwyczaj nie nadają się do ponownego użycia. Dlatego teraz prof. Wójcik, chociaż ma już na nie patent - to ciągle pracuje nad zmniejszeniem kosztów ich wytwarzania.

Gdzie prof. Wójcik widzi ich zastosowanie? Na pewno sprawdzą się przy pomiarach wilgotności murów domów przeznaczonych do remontów. Na stałe zaś powinny być montowane w murach krzyżackich zamków, z których większość ma problemy z opanowaniem wilgoci oraz w innych starych zabytkowych budowlach.

Lech Kryszałowicz

Obecnie wytwarzany beton może mieć do 7% wilgotności, współczesna cegła – do 20%, średniowieczna – do 40%, a średniowieczna zaprawa murarska – do 50% wilgotności.

 

Tematem wakacyjnego wydania "Wiadomości Uniwersyteckich" jest potencjał turystyczny Warmii i Mazur. Porozmawialiśmy o nim z naukowcami z naszego Uniwersytetu, którzy stawiają diagnozy i proponują konkretne rozwiązania z myślą o rozwoju regionu. W najnowszych "Wiadomościach..." piszemy także o grantach dla badaczy z UWM, o konsekwencjach, jakie miało zniszczenie ukraińskiego Narodowego Banku Genów Roślin, oraz o przyszłości żywności. Czy będzie ona pochodziła z drukarki 3D?

Poza tym przypominamy także o wydarzeniach, którymi żyła społeczność naszego Uniwersytetu w ostatnich tygodniach: od dnia otwartego UWM, przez Święto Uniwersytetu, aż do Kortowiady.

Sporo miejsca poświęcamy, oczywiście, sukcesom naszych studentów i pracowników.

Zapraszamy do lektury e-wydania!