Vedec z oblasti inžinierskych stavieb získal Cenu za vedu a techniku 2022 v kategórii Osobnosť vedy a techniky do 35 rokov.
Jakub Kraľovanec. Grafika: CVTI SR
Jakub Kraľovanec zo Stavebnej fakulty Žilinskej univerzity v Žiline si počas tohtoročného Týždňa vedy a techniky prevzal Cenu za vedu a techniku v kategórii Osobnosť vedy a techniky do 35 rokov za vynikajúce výsledky počas doktorandského štúdia, nadpriemerné publikačné aktivity a vedecký prínos vo výskume inžinierskych konštrukcií a mostov.
Inžinier v rozhovore pre portál Veda na dosah rozpráva o svojich doterajších skúsenostiach zo Slovenska i zahraničia, približuje čo ho ako mladého výskumníka najviac motivuje a aké záľuby si počas pandémie na odreagovanie sa od technického sveta obľúbil.
Získali ste ocenenie za mimoriadne výsledky v oblasti vedy a techniky. Kto je pre vás v tejto sfére najväčšou inšpiráciou?
V oblasti, ktorej sa venujem, je v našich podmienkach veľmi uznávaným odborníkom môj niekdajší školiteľ pán profesor Martin Moravčík. Úspešne sa tejto problematike venovali aj kolektívy okolo pána docenta Milana Chandogu a kandidáta vied Jána Kucharíka. Zo sveta ma najviac inšpirovali kolegovia zo švédskej University of Technology v meste Luleå, kde pôsobí tím pozostávajúci z výskumníkov, ako je Niklas Bagge, Jonny Nilimaa, Lennart Elfgren, Thomas Blanksvärd. Ďalej by som spomenul výskum Briana M. Kukaya, Paula J. Barra, Marvina W. Hallinga a Kevina Womacka z Utah State University v Spojených štátoch amerických, ktorí rovnako pôsobia v oblasti vývoja metód na určenie úrovne reziduálneho predpätia. Pri mojom skúmaní spôsobov určovania predpínacej sily ma najviac inšpirovali práve títo odborníci.
V piatok ste si na slávnostnom odovzdávaní prevzali ocenenie v kategórii Osobnosť vedy a techniky do 35 rokov, čo pre vás znamená?
Je to pre mňa najmä veľké zadosťučinenie a dôkaz, že to, čo robíme na Katedre stavebných konštrukcií a mostov Stavebnej fakulty v Žiline, má zmysel a všimli si ho aj ľudia mimo nášho pracoviska. Zároveň je to motivácia k ďalšej práci a možnosť spropagovať celospoločensky významnú tému, ktorá sa týka každého z nás pri každodenných cestách v rámci našej infraštruktúry.
Skúška dodatočne predpätého nosníka v laboratórnych podmienkach. Zdroj: Jakub Kraľovanec
Venujete sa konštrukciám predpätých mostov, pri ktorých má predpätie rozhodujúci vplyv na ich celkovú statickú funkčnosť a spoľahlivosť. Ako dlho takéto mosty vydržia a aké faktory vplývajú na ich životnosť?
Podľa súčasných noriem by mosty mali slúžiť aspoň sto rokov. Táto méta je však v našich podmienkach skôr zbožným prianím než realitou. V našich analýzach existujúcich predpätých mostov sa stretávame s konštrukciami, ktoré majú sotva šesťdesiat rokov a už sú v havarijnom stave.
Medzi najvýznamnejšie faktory, ktoré negatívne prispievajú k nelichotivému stavu našich predpätých mostov, patria predovšetkým koncepčné chyby (vyplývajú z nevhodných detailov a postupov používaných v čase návrhu), ďalej zanedbaná dohliadacia a údržbová činnosť, ktorú by mali vykonávať správcovia. Práve nedostatočná údržba podčiarkuje význam koncepčných chýb, keďže ide o problémy vedúce ku korózii predpínacej výstuže, ktorá spôsobuje nadmerný pokles predpätia.
Dôležité je spomenúť, že predpätie časom klesá a tento pokles je vždy zohľadnený v návrhu konštrukcie. Lenže faktory, ako je napríklad korózia, vedú k ďalším predpínacím stratám, o ktorých sa v pôvodnom návrhu neuvažovalo. Výsledkom celej tejto pavučiny problémov je most, ktorý má často problém uniesť čo i len svoju tiaž.
Od roku 2015 sme boli svedkami viacerých kolapsov predpätých mostov na Slovensku. Čo sa dá robiť, aby sme takýmto zlyhaniam predchádzali? Akými metódami overujete ich statiku?
Údržba, dohliadacia činnosť, diagnostika a prípadná rekonštrukcia. Toto všetko sú veci, ktoré by mali byť samozrejmosťou, a len takto sme schopní znížiť náš investičný dlh v mostnej infraštruktúre. Metód na overovanie predpätia existujúcich konštrukcií je viacero. Ja sa s kolegami venujem nepriamym metódam.
Podrobne skúmame takzvanú rezovú metódu (z anglického saw-cut method). Je založená na aplikácii malého zásahu do konštrukcie (rezy), ktorý vyvolá uvoľnenie normálového napätia v prvku. Na základe miery uvoľnenia normálového napätia vieme prepočítať hodnotu reziduálnej predpínacej sily v konštrukcii.
Ďalšou nami používanou metódou je metóda odozvy konštrukcie (z anglického structural response method). Ide skôr o skupinu metód, ktoré vychádzajú z aplikácie vonkajšieho zaťaženia známej veľkosti na konštrukciu. Následne pozorujeme odozvu konštrukcie na toto zaťaženie napríklad vo forme zvislých deformácií, vzniku/znovuotvorenia trhlín, šírky trhlín, zmeny pomerných pretvorení a podobne. Týmto spôsobom vieme určiť aj hodnotu predpätia v konštrukcii.
Aj v našich skromnejších podmienkach sme schopní občas dosiahnuť výsledky hodné zahraničných pracovísk.
Počas štúdia ste sa zúčastnili na zahraničnej stáži vo Francúzsku na Université Clermont Auvergne. Čo ste si z nej odniesli?
Bola to pre mňa predovšetkým zaujímavá skúsenosť a možnosť vidieť, ako vyzerajú výskumné pracoviská v zahraničí. Podmienky sú, samozrejme, najmä z hľadiska vybavenia laboratórií len veľmi ťažko porovnateľné s tými našimi. Preto je zaujímavé, že aj v našich skromnejších podmienkach sme schopní občas dosiahnuť výsledky hodné zahraničných pracovísk.
Vedecké bádanie je náročné. Čo vás ako mladého výskumníka najviac motivuje?
Asi by som povedal, že zvedavosť a snaha veciam aspoň trochu porozumieť. Práca ma veľmi baví a neviem si predstaviť, že by som robil čokoľvek iné. Niečo sa podarí a niečo pre zmenu nie. Preto ma teší silná podpora z pracoviska, na ktorom pôsobím. Vytvárajú mi vhodné podmienky na sebarealizáciu, poskytujú mi cenné rady a vždy ma správne nasmerujú.
Nastali vo vašej kariére nejaké neočakávané okolnosti, ktoré ju mimoriadne pozitívne ovplyvnili?
Najdôležitejším bodom asi bola prihláška na doktorandské štúdium a voľba témy dizertačnej práce z oblasti existujúcich predpätých konštrukcií. Taktiež ma veľmi potešilo, že som sa stal laureátom Študentskej osobnosti Slovenska za akademický rok 2020/2021 v kategórii Stavebníctvo, architektúra. Verím, že aj ocenenie Osobnosť vedy a techniky do 35 rokov mi dodá do ďalšej práce energiu.
Máte záľuby, pri ktorých sa od vedeckého bádania viete odreagovať?
Počas pandémie som si veľmi obľúbil turistiku. Najväčším koníčkom je však cestovanie a zo športu je to určite hokej. Vždy keď sa vraciam zo zahraničia (či už súkromne, alebo pracovne), mám pocit, že som sa naučil niečo nové. Nezameriavam sa len na to dobré, ale pozerám sa aj na nedostatky, ktorým by sme sa mali vyhnúť. Myslím si, že zahraničné stáže a konferencie nám môžu v našej práci veľa ukázať. Následne by sme sa vždy mali vrátiť domov a získané poznatky aplikovať.
