Od liceum inspiruje się pracami Richarda Feynmana. Ceni go za to, że potrafił zawsze odkryć trzecie wyjście – przedstawić problem w inny sposób i znaleźć nieszablonowe rozwiązanie. To właśnie słynne „Feynmana wykłady z fizyki” wprowadziły go w świat nauki.
Nad czym Pan aktualnie pracuje?
Moja dyscyplina to inżynieria mechaniczna. Pracuję z naukowcami zajmującymi się systemami bezpieczeństwa, analizą sygnałów, przemysłem 4.0 i oczywiście inżynierią mechaniczną. W styczniu startuje projekt, w ramach którego zbuduję pilotażowe stanowisko do przewidywania możliwych do wystąpienia w przyszłości awarii sprężarki (predictive maintenance). To tak jakby w fast-foodzie do klienta w kiepskim zdrowiu zadzwonił telefon, ostrzegając „nie jedz tego burgera, zrób sobie miesiąc przerwy”.
Realizowany przez Pana w ramach programu Lider projekt uwzględniał testy i rozwój zabezpieczeń dla sprężarek promieniowych. Jakie są efekty prac?
Wyobraźmy sobie sytuację, kiedy zatka się wlot do odkurzacza. Urządzenie zaczyna bardzo głośno pracować. To zjawisko nazywa się „pompowaniem”. Dla odkurzacza oznacza ono głośną pracę. Gdy mowa o sprężarkach przemysłowych o dużo większej mocy, to zjawisko pompowania stanowi ogromne zagrożenie dla stabilności pracy układu i bezpieczeństwa jego obsługi.
W czasie projektu tworzyliśmy zabezpieczenia antypompażowe. Zaadaptowaliśmy do tego celu sprężarkę wycofaną z użytku w zakładzie przemysłowym (jej waga to około półtorej tony). Wyposażyliśmy ją w nowoczesne sterowniki pozwalające monitorować stan pracy. Sterownik ten służył do rozwinięcia systemów zabezpieczających opartych o różne algorytmy matematyczne. Dzięki wsparciu naszego Mentora – prof. Władysława Kryłłowicza oraz fantastycznego zespołu (Filip Grapow, Andrzej Jaeschke, Kirill Kabalyk, Michał Kulak – kolejność alfabetyczna) w ramach projektu powstały dwa takie rozwiązania. To też początek prac nad kolejnymi, które cały czas prowadzimy. Wspólnie z University of Edinburgh pracujemy nad nowym rodzajem algorytmów zabezpieczających (dzięki David’owi Garcia oraz Mateuszowi Stajudzie).
Lotnictwo, przemysł ciężki, ale także sprzęt AGD – sprężarki są podstawą działania wielu urządzeń.
Wszędzie, gdzie mamy do czynienia z ruchem powietrza jest prawdopodobnie sprężarka. Każdy z nas ma z nimi do czynienia na co dzień. Na poziomie użytkownika domowego awaria sprężarki nie stanowi większego problemu – można ją wymienić. Dlatego do niedawna nikt nawet nie próbował stosować zaawansowanych technik projektowania i monitoringu do tego typu urządzeń. Pojawił się jednak wizjoner – Sir James Dyson, który zaczął angażować całe sztaby inżynierów do projektowania cichych i wydajnych odkurzaczy, dmuchaw do rąk, suszarek do włosów. Firma Dyson zasłynęła też tym, że w odpowiedzi na wezwanie rządu Wielkiej Brytanii w ciągu 10 dni zaprojektowała respirator dla chorych na COVID-19.
A jak to wygląda w skali przemysłowej?
W przemyśle ciężkim sytuacja jest nieco inna - walczy się o każdy procent wydajności. Jeżeli maszyna ma 100 kW mocy, to poprawa jej sprawności o 5% daje około 25 000zł oszczędności rocznie. A koszty awarii to już zupełnie inna skala. Często bez działającej sprężarki nie może funkcjonować cały zakład produkcyjny. Tej skali maszyny są najczęściej robione na zamówienie. Zamiennik będzie bardzo dużo kosztował, a jego realizacja potrwa kilka tygodni. Utrzymanie standardów bezpieczeństwa stanowi więc o długofalowym przetrwaniu firmy.
W co jest wyposażone Pana laboratorium?
Jesteśmy dumni, że nasze laboratorium rośnie. Obecnie mamy w nim trzy stanowiska odwzorowujące warunki panujące w sprężarkach przemysłowych. To nasi pacjenci, których próbujemy zabezpieczyć przed dolegliwościami - niestabilną pracą. Najpierw staramy się zrozumieć jej przyczynę i przebieg. Mierzymy sygnały ciśnienia wszędzie, gdzie to jest możliwe. Maszyna jest otoczona wężykami i przewodami, a wszystkie dane zmierzają do dużej szarej skrzynki ze sterownikiem. Z drugiej strony wgrywamy do sterownika algorytmy, które kontrolują poszczególnymi elementami stanowiska (zawory, silnik itd.). W ten sposób „prototypujemy” prace zabezpieczenia w warunkach przemysłowych.
Podczas 4. biennale fotograficznego Uniwersytetu Śląskiego „Nauka – świat wokół nas” pokazano prace wykonane w Instytucie Maszyn Przepływowych. Czy sprężarki są fotogeniczne?
To był fajny sposób na połączenie dwóch pasji: fotografii i sprężarek. Miałem też kiedyś okazję prezentować zdjęcie w „Glasgow Science Centre”. We wspomnianej wystawie najbardziej rozbawił mnie tytuł galerii nadany przez organizatorów – „Dyskretny urok sprężarki”. Ale coś jest na rzeczy! Wirniki sprężarek potrafią mieć piękne kształty. To jak skrzydła ptaka, tylko metalowe i skryte pod ciężką, odlaną pokrywą.
Sprężarki to nie jedyny obiekt Pana badań. Jest Pan również zaangażowany w projekt urządzenia filtrującego algi.
Tak, właśnie otrzymaliśmy informację od partnera o tym, że projekt został oceniony 16/16. Współpracujemy z firmą uFraction8 – Szkocko – Polskim startupem rozwijającym technologię filtracji biomasy, w tym alg. Technologia pozwala zrealizować w jednym cyklu działanie, które dotychczas wymagało żmudnego, kilkuetapowego procesu. Wspólnie z firmami Pintech, Get Models Now będziemy łączyli moduły filtrujące i projektowali kanały przepływowe pozwalające na ich skuteczną pracę. Dla uFraction8 to szansa wprowadzenia przełomowej technologii, dla nas -bardzo ciekawe wyzwanie badawcze.
Czy warto angażować się we współpracę interdyscyplinarną?
Uważam, że bardzo wiele barier rozwojowych pochodzi od nawyków i przyzwyczajeń. Kiedyś badałem aerodynamikę żagli. Większość z nich ma kształt trójkątny (tzw. ożaglowanie bermudzkie). Badania polskiego naukowca – Czesława Marchaja pokazały, że żagiel działałby dużo lepiej, gdyby górne 15-20% uciąć. Mimo tak prostego rozwiązania na jeziorach nadal królują żagle trójkątne. To jest prosty przykład, jak nawyki blokują postęp. Podobnym przykładem jest moim zdaniem sztuczny podział na dyscypliny i sektory. Dlatego widzę ogromne możliwości inspiracji i rozwoju naukowego we współpracy z osobami „z innego świata”.
Dlaczego warto być naukowcem?
Naukowiec to styl życia oparty na ciekawości. To wspaniała przygoda w ramach której podróżujemy w nieznane i nie przestajemy zadawać pytań. Fascynujące jest to, że odpowiadając na nie możemy zmienić świat.
