Грантовую поддержку в размере 200 тыс. рублей этой весной на конкурсе «У.М.Н.И.К.» выиграла аспирант ОмГУПС Олеся БУЧЕЛЬНИКОВА. О своем изобретении она рассказала корреспонденту «КВ» Анастасии ИЛЬЧЕНКО.
– Олеся, с каким проектом вы победили на конкурсе «У.М.Н.И.К.»?
– Он называется «Разработка методики устройства диагностирования железобетонных конструкций при длительной эксплуатации». Нами предлагается точный прямой инструментальный метод контроля с использованием портативного прибора на основе лазерно-искровой эмиссионной спектроскопии (ЛИЭС). Портативный прибор состоит из устройства согласования, лазера, спектрографа, оптоволоконного кабеля, на конце которого закреплен оптический датчик, и управляющего компьютера.
Суть метода в следующем: датчик опускается в технологическое отверстие опоры и позволяет контролировать продукты коррозии на ее внутренней поверхности, находящейся под землей. Данный прибор способен работать в ограниченном пространстве. ЛИЭС-метод является экспресс-анализом и обладает высокой точностью. Это молодая динамично развивающаяся наука, к примеру, на марсоходе «Кьюриосити» установлен ЛИЭС-спектрометр.
Данное исследование мы проводим совместно с моим научным руководителем доктором технических наук, профессором Андреем Альбертовичем КУЗНЕЦОВЫМ, который уже более 10 лет занимается спектральным анализом.
– Какие преимущества у вашей технологии?
– Во-первых, спектроскопия дает один из самых точных на сегодняшний день результатов. Во-вторых, с помощью прибора можно производить экспресс-анализ, т.е. всего за две минуты продиагностировать объект. В-третьих, это мобильная лаборатория, которую можно возить с собой по городу, области и сразу на месте проводить анализ. В четвертых, прибор позволяет работать в труднодоступных местах. Подобных устройств в России пока не известно. За рубежом используются спектрографы, но в той интерпретации, которую мы предлагаем – с оптоволокном, нет.
– Прибор вы разработали для сферы железной дороги?
– Нет, он универсальный и может использоваться во многих областях. Однако поскольку наш вуз тесно связан с железнодорожной тематикой, то свои эксперименты мы проводим в области железной дороги. Прибор, который мы предлагаем, способен диагностировать железобетонные опоры контактной сети и тем самым повышать безопасность движения поездов. Протяженность электрифицированных участков железных дорог России превышает 43 тыс. км, на них установлено более 1,5 млн железобетонных опор. Важнейшей проблемой является коррозия, которая приводит к излому и падению опоры. Чтобы таких ситуаций не происходило, необходимо проводить диагностику. Прибор регистрирует количественные параметры продуктов коррозии на внутренней поверхности опоры, которая находится под землей на глубине 3 – 4 метра.
– Чем грозит отсутствие такого контроля?
– Случается, что из-за коррозии происходит излом и падение опоры, что приводит к обрыву контактной сети. Исправить поломку можно только путем больших денежных затрат. Во-первых, необходимо заменить саму опору. Во-вторых, ликвидировать обрыв контактной сети. Однако самые главные финансовые потери происходят из-за простоя поездов. Таким образом, в среднем обрушение одной опоры может привести к затратам от 300 до 500 тысяч рублей. А если регулярно диагностировать и вовремя выявлять коррозию, то можно существенно сэкономить.
Анализ состояния одной опоры займет от минуты до трех. Программа сама обработает данные и сразу выдаст результат на основании разработанной нами математической модели, в которую будет заложена градация, зависимость количественного параметра коррозии и остаточного ресурса самой опоры. Сведения об анализе будут заноситься в базу, ведь все опоры пронумерованы, это позволит видеть, какую железобетонную конструкцию можно еще года три не контролировать, какую следует проверить через год, а какую надо срочно заменять.
– Кроме железной дороги, где может использоваться ваше изобретение?
– Во многих сферах, например в гражданском и промышленном строительстве, для контроля надежности зданий, в городском электрохозяйстве и электротранспорте, службой Гостехнадзора, которая занимается испытаниями в области промышленной безопасности.
– Вы тесно сотрудничаете с МГУ, что это дает исследованию?
– Для нас большая удача иметь партнеров в Москве. В МГУ им. Ломоносова есть лаборатория спектроскопии, мы с ней активно работаем над проектами по данной тематике. Благодаря этому контакту у нас есть возможность использовать имеющийся у них лазерный спектрограф. В Омске его пока нет. Если оптоволокно и оптический датчик можно купить, то сам ЛИЭС-спектрометр очень дорогой. Поэтому сейчас мы пользуемся тем, который находится в центре коллективного пользования при МГУ, там проводим исследования. Схема прибора уже разработана. Сейчас наша цель – создать его. Это займет около двух лет.
– Сколько потребуется для этого средств и откуда вы планируете их получить?
– Для разработки первого прибора нужно около миллиона рублей. У нас есть планы участвовать в конкурсе «У.М.Н.И.К. НА СТАРТ» и побороться за 5 млн рублей. Вообще наша задача – довести стоимость прибора до 200 тыс. Это в масштабах приборостроения очень дешево, обычно стоимость аппаратуры свыше миллиона. Уже подготовили документы на патент. Сначала защитим свою интеллектуальную собственность, а потом уже будем искать средства для того, чтобы реализовать проект. Наша конечная цель – открыть малое научное предприятие при ОмГУПС, которое будет производить приборы.
– Средства гранта, который вы получили за победу на конкурсе, куда пойдут?
– Мы потратим их на изготовление образцов: искусственно подвергнем их различной степени коррозии. Потом проведем непосредственно спектральный анализ и построим математическую модель зависимости прочности всей опоры от состояния коррозии ее подземной части.
– Вы в большей степени научный работник или бизнесмен?
– Я считаю, что любой труд должен вознаграждаться. Если ты занимаешься наукой, она должна приносить деньги. Неправильно, когда человек науки должен сидеть на куске хлеба и стакане воды. Но жить по принципу «изобрету, продам и разбогатею» – такой цели нет.
– Что помогло вам, впервые попав на «У.М.Н.И.К.», победить?
– Комиссии понравился наш проект, они отметили его актуальность и то, что на конкурсе впервые представлены лазерные технологии и спектроскопия. Было приятно, когда эксперт из ОмГТУ отметил, что проект интересный. Победить оказалось не трудно, самое сложное – побороть волнение перед выступлением на публике.
– Почему вы пошли учиться в ОмГУПС?
– Я поступила сюда случайно, можно сказать, что это была судьба. Собиралась учиться в ОмГТУ, ездила туда на подготовительные курсы, хорошо сдала тестирование и уже собиралась отдавать оригиналы документов, но в последний момент меня отговорили: а вдруг не поступишь, надо для подстраховки сдать документы куда-то еще. В итоге я отдала копии в ОмГТУ и ОмГУПС, причем в последний день подачи документов. В обоих вузах планировала учиться по специальности «Стандартизация и сертификация». И так случилось, что в Транспортной академии было всего одно бюджетное место и я на него прошла (у меня хороший балл был по ЕГЭ), после чего и решила, что буду учиться в ОмГУПС.
– Олеся, вы учитесь в аспирантуре, а чем займетесь после защиты?
– Сейчас самая главная задача – написать кандидатскую диссертацию и защититься. На данный момент я пока не решила, готова ли дальше заниматься преподавательской деятельностью. Возможно, после защиты захочу работать в лаборатории научным сотрудником либо где-то еще. Бизнес без науки не может существовать, как пример – НПЦ «Динамика», который постоянно развивается. Чтобы поддерживать бизнес, нужно все время улучшать прибор, а для этого снова и снова ставить эксперименты.
– В свободное время чем занимаетесь?
– Если говорить о спокойных домашних занятиях, то люблю немного пошить, вышивать. Вообще времени остается мало, но мы с мужем активные люди, ходим в бассейн, аквапарк, катаемся на велосипедах, любим путешествовать. Это дает возможность отвлечься, уехать и забыть на время обо всем. Смена обстановки – лучший отдых. Я очень много гуляю во время поездок, прохожу десятки километров пешком, любуюсь природой, архитектурой.
Материал подготовлен при организационной и финансовой поддержке ООО «Омсктехуглерод»
