Říkali mi, že to není možné, říká při ukázce pokládky optického vedení do kanalizace Michal Najman. Dokázat, že se dá odpadním potrubím dotáhnout optika až k domům, mu zabralo šest let usilovného vývoje. V chladném únorovém odpoledni v severomoravských Ludgeřovicích teď u zdejších novostaveb předvádí první instalaci. Jde o světový unikát.
Jak instalace optiky v kanalizaci funguje? Podívejte se na fotoreportáž:
Najman provozuje lokálního operátora za200.cz. Proč vlastně do náročného vymýšlení nového způsobu připojení šel? „Chtěli jsme se z Wi-Fi přesunout na optiku. Zjistil jsem, že natáhnout nadzemní vedení na sloupech je nereálné, do toho se žádnému starostovi nechce. A rozkopat ulice, které byly třeba nedávno opravené, už vůbec ne,“ vysvětluje.
Začal tedy hledat, jestli někde ve světě neexistuje lepší řešení. „Na internetu jsem zjistil, že se optické vedení dá vést kanalizací. Tak jsem zajel za švýcarskou firmou, která to před lety dělala. Oni ale kabely tahali jen v hlavním řadu – připojovali tak hlavně státní úřady nebo nemocnice. Případné přípojky pak dělali mikrofrézováním – prostě rozřezali asfalt a dali do něj chráničku,“ popisuje.
Michal Najman s jedním z instalačních robotů
Problém je v tom, že zatímco hlavní řad je obvykle široký (potrubí má průměr od 250 mm) a rovný, přípojky jsou užší a zahýbají. Bývají v nich 30-, 60– nebo 90stupňová kolena, přes která se švýcarský robot s kabelem nedostal. „Řekli nám, že do vývoje kladení v přípojkách dali už několik milionů eur, ale nepovedlo se jim to vymyslet. A že nám přejí hodně štěstí,“ směje se Najman.
Švýcarskou slepou uličku se rozhodl proměnit v český unikát. „Nejdřív jsme vyrobili mechanismus robotického hada, který uměl instalovat spony v potrubí o průměru 150 mm, které se používá pro přípojky. Zatáčky v potrubí mu nevadily,“ popisuje. „Byl to zlom, to už jsem viděl, jakou cestou půjdeme,“ dodává.
Cesta od prototypu k ostrému nasazení ale byla dlouhá. „Vývoj zabral šest let,“ přiznává Najman. Za tu dobu vznikla celá řada modelů, které tiskl na 3D tiskárnách. Jeho firma po celou dobu fungovala v podstatě bez šéfa, který si, jak říká, mohl hrát. A nebylo to hraní laciné. „Jenom materiál pro naši PolyJetovou 3D tiskárnu vyšel na půl milionu,“ vypočítává Najman.
První prototypy vytištěné na 3D tiskárně
Roboti v potrubí
Jak to celé funguje? Základem je několik robotů, které na pohled připomínají malé vlakové soupravy. Jeden robot instaluje do hlavního řadu v metrových rozestupech speciální spony, do kterých se pak připevní chránička. Jde o pásky, které obepínají vnitřní stěnu potrubí a v horní části mají připevněnou sponu. „Tady je instalační hlava a tady je zásobník, ze kterého si robot spony podává,“ předvádí Najman.
Další robot pak do spon uchycuje chráničku. „Vepředu má otočné rameno, kterým si chráničku připravuje a vyrovnává. Je také vybaven pomocným laserem, aby přesně viděl, kam ji má přesně zacvaknout,“ ukazuje vynálezce.
Instalační roboti
Také o napojení z hlavního potrubí do přípojky vedoucí k domu se stará robot. „Je koncipovaný jako had a zatím se do přípojky zavádí ručně. Otočí se tak, aby spona byla nahoře, a mechanismus ji pak do potrubí nainstaluje.“ Na prototypu zabrala instalace jedné spony asi 20 minut, na novém modelu robota, kde pomalé servomotorky nahradilo pneumatické ovládání, to trvá asi 10 až 15 vteřin.
K vedení hlavním řadem Najmanova firma využívá původní švýcarské know-how, přizpůsobené českým podmínkám. Instalace do přípojek je ale její vlastní vynález, který si firma nechala patentovat. „Máme už přidělené dva patenty a další připravujeme,“ říká Najman.
Zájem o optiku
Po obou stranách ulice v Ludgeřovicích stojí novostavby nízkých rodinných domů. Většinou zatím ještě ani nemají upravený trávník, je to pořád tak trochu staveniště. Místní obyvatelé mají možnost připojit se k internetu prostřednictvím jednoho z několika Wi-Fi poskytovatelů nebo přes DSL.
„Když jsme před sedmi lety v obci stavěli novou splaškovou kanalizaci, snažili jsme se do výkopu dát chráničky, protože jsme počítali s tím, že budeme chtít po obci roztáhnout optiku. Podmínky dotace v té době ale neumožňovaly umístit je do stejného výkopu,“ vysvětluje zdejší starosta Daniel Havlík.
Starosta Ludgeřovic Daniel Havlík
„Co se týká nákladů, pokládka do země znamená šílenou částku úplně mimo současné možnosti obce. Vedení optiky nadzemním vedením by bylo asi stejně drahé nebo o něco málo levnější jako kanalizací, ale je to nepraktické,“ dodává. Ideální místo pro pilotní projekt, který má ověřit, že je český nápad optiky v kanalizaci životaschopný.
Operátor za200.cz v Ludgeřovicích poskytuje připojení už přes 10 let a zkušenost s ním byla jedním z rozhodujících aspektů při jednání o projektu. Obec ale i tak potřebuje v každý okamžik krytí, proto firma před zahájením instalace složila jistinu pro případ, kdyby se například něco vážného stalo. „Z jistiny může obec pokrýt veškeré náklady na uvedení do původního stavu, třeba vykopání původní a položení nové kanalizace,“ vysvětluje Najman.
Firma je ale podle něj na většinu problémů připravena. „V kanalizaci musíte být schopní vždycky ze zařízení vypustit vzduch a sbalit je do nouzového balíčku, abyste je mohli v případě potřeby vytáhnout. Alternativou je bagr, což je samozřejmě drahé a nepopulární,“ směje se.
Vzhůru do šachty
Loni v srpnu firma nainstalovala první kanalizační přípojku a letos začátkem roku dokončila prvních 300 metrů v hlavním řadu a připojila první zákazníky. Slavnostní zapojení proběhlo 11. února, symbolicky v 11:02. Pokud se novinka v ročním ověřovacím provozu osvědčí, má dostat zelenou i pro zbytek obce. V asi 1600 domech zde bydlí přes 5 tisíc obyvatel. Téměř všechny domy jsou přitom na splaškovou kanalizaci připojené a obec chystá napojení dalších asi 120 domů z části, která pod ni také spadá.
„Zájem o optiku je všude velký,“ říká starosta s tím, že pro obec neznamená pilotní projekt žádné náklady. Nečeká ani problémy s údržbou kanalizace, kterou má obec v režii. „S chráničkami v kanalizaci by neměl být problém. V šachticích se možná mohou tvořit tukové zátky, možná je budeme muset častěji kontrolovat,“ připouští.
Jak připojit dům
„Toto je náš inspekční kanalizační robot,“ předvádí Najman zařízení, které před chvílí naviják spustil do hlavního řadu. „Má profesionální kameru, která nám umožňuje sledovat, jak instalace probíhá. Umí také laserem měřit tzv. ovalitu potrubí,“ chlubí se.
Trubky, na kterých leží tuny zeminy, totiž nemívají ideální kruhový průměr. „Deformace potrubí nám nevadí, spona vlastně působí jako vzpěra, aby trubka nepraskla. Na začátku jsme s tím bojovali, protože se ukázalo, že některými trubkami robot neprojede. Museli jsme ho předělat, aby se vešel všude,“ vzpomíná.
Inspekční kanalizační robot
Jak celé připojení vypadá? Poskytovatel má svou optickou trasu v určitém bodě napojenu na páteřní vedení v hlavním řadu. V šachtách pak jsou instalační krabice, ze kterých vedou kabely do přípojek jednotlivých zákazníků.
Na rozdíl od plastové chráničky v přípojce musí být ta v páteřním řadu z nerezu. Hlavní potrubí se totiž v určitých intervalech čistí natlakovaným proudem vody a chránička musí být schopná této proceduře odolat. „Ve vodě bývají například drobné kamínky, které by mohly standardní umělohmotnou chráničku při tlaku přibližně 200 barů poškodit. Proto v hlavním řadu používáme nerezovou chráničku, která je odolnější. Je o něco dražší, před současnou vlnou zdražování jsem ji kupovali přibližně za 2 eura za metr. Máme několik dodavatelů, někteří pocházejí z Evropy,“ říká Najman.
Na majiteli stavby je jen jedna věc – musí natáhnout chráničku z domu ke kanalizační šachtici, která ústí na jeho pozemku. „Náš robot umí pracovat v potrubí od průměru 150 mm, takže pokud by vedla až na váš záchod 150mm trubka, vylezeme vedle mísy,“ říká s úsměvem Najman. Pokud ale někdo instaloval za hranici svého pozemku redukci na 120 mm, aby ušetřil řádově koruny, bude muset kopat.
Šachtice na pozemku zákazníka. Při ukázkách je ucpaná, aby obsah neproudil ven
„Konečná instalace přípojky je jednoduchá. Technik přijede dodávkou, vytáhne si do auta optickou spojku a svaří výstup z tranzitního vlákna s vláknem, které vede do domu,“ popisuje Najman.
Pásky a spony podle něj v potrubí ničemu nepřekážejí. „Jsou v trubce schválně umístěny nahoře. U kanalizace se obecně počítá s tím, že v horní třetině trubky není žádný kanalizační provoz a tato část je určena k napojení přípojek,“ vysvětluje. „Počítáme zároveň se standardní životností optického vlákna 30 let, pak se musí vyměnit.“ Chráničky a spony by měly vydržet nejméně 50 let, spíš mnohem déle, dodává.
15 tisíc za přípojku
Vychází to celé ekonomicky? Podle Najmana ano. „Celkové náklady na jednu přípojku k rodinnému domu by se měly vejít do 15 tisíc Kč,“ odhaduje. Když máte zákazníka na Wi-Fi, zřízení přípojky vyjde na 2 až 3 tisíce korun, plus na vysílači máte náklad třeba 15 tisíc na nějakou část antény, která vysílá ke klientovi. Po každých třech nebo čtyřech letech ale musíte technologii upgradovat. Když si to porovnáte v dlouhodobém výhledu s náklady na optiku přes kanalizaci, dává to pro operátora smysl,“ říká Najman.
Pásek se sponou, do které se zacvakává chránička
Nejvhodnější je podle něj kanalizační metoda v obcích, kde mají novou splaškovou kanalizaci. „Jde to nainstalovat i do sjednocené kanalizace, která odvádí splašky i dešťovou vodu. Ale musí být vždy gravitační, kde je podle českých norem minimální průměr řádu 250 mm a přípojky 150 mm. Do tlakové kanalizace se nedostaneme, ta má trubku o průměru 40 mm,“ říká.
Mimochodem – pro instalaci optiky do kanalizace existuje i jiná metoda, kterou použili například ve Vídni. Je založená na tom, že se při renovaci kanalizace do trubky vloží speciální rukáv a mezi něj a trubku se naleje vrstva polymeru. Potrubím pak projede robot s UV světlem, které tuto vrstvu vytvrdí a tím dá kanalizaci uvnitř vlastně nový povrch. Do této vrstvy je možné před vytvrzením přidat chráničku s optickými vlákny. Je ale s potrubím spojená napevno, což nemusí být praktické například při opravách.
Vyrobeno v Česku
„Vedle vaší stolice sviští data v optice,“ opakuje si Najman s úsměvem slogan, který pro jeho projekt vymyslel starosta Havlík. Na telekomunikačních konferencích se zase prezentuje pod názvem WCnet. Když ale uvážíme úsilí a náklady, které do vývoje řešení investoval, rozhodně nejde o vtip. Proto teď uvažuje o tom, jak bude chtít své řešení zpeněžit.
„Nemáme ambice stát se firmou na stavbu sítí. Chceme spíš vyškolit jiné operátory, jak instalace do kanalizace fungují, a nechat je, aby je prováděli sami. Náš obchodní model je postavený na prodeji spon, pronájmu robotů a na licenčních poplatcích za využívání technologie. Chceme, aby se nám vrátily náklady na vývoj,“ popisuje Najman. Jeho firma ale ještě nezačala s žádným zájemcem jednat, zatím se soustředí na pilotní provoz v Ludgeřovicích.
V průběhu vývoje došlo na řadu okamžiků, kdy to s projektem podle Najmana vypadalo špatně. „Když jsem do ludgeřovické firmy HP Trend přišel s prvním návrhem naší spony, pan Strachota, který má vývoj nástrojů pro lisování plastů na starosti, se na ni podíval, usmál se a řekl: je to strašně krásné, ale nejde to vyrobit. Musel jsem ji navrhnout úplně od začátku tak, aby se vyrobit dala. Pak zase neseděly výpočty pevnosti, takže zase znova. A podobných zádrhelů bylo víc,“ vzpomíná.
Zatímco součástky pro roboty Najman při vývoji objednával vesměs v Číně, kde jsou podle něj bezkonkurenční dodací lhůty, při sériové výrobě počítá se zapojením českých výrobců. „Kromě HP Trendu chci spolupracovat například s panem Zikmundem z Mladé Boleslavi, autorem navijáku a kamerového systému, který na robotech používáme. Měli by nám vyrobit podvozek, na který pak my budeme moci posadit různé typy robotů, podle toho, co zrovna budeme potřebovat.“
Hlavní řad kamerou inspekčního robota
A co dál? Český vynálezce pracuje na zrychlení a vylepšení instalačního postupu. „Naším cílem je aby se doba instalace jednoho úseku – tedy části kanalizace mezi dvěma kanály – zkrátila z původních dvou až tří dnů, při potřebě pěti techniků a specialisty na ovládání robotů, na jeden den při potřebě tří běžných techniků bez specialisty,“ popisuje Najman.
„U přípojek směřujeme k tomu, že budeme mít auto s hydraulickou rukou, které si do ‚chobotu‘ natáhne dvanáctimetrového robota, vypustí ho do přípojky a po instalaci jej zase vytáhne, tlakovou vodou toho ‚hada‘ vyčistí a pojede dál. V hlavním řadu zase nasadíme více elektroniky, aby byla práce ještě efektivnější a nevyžadovala takové znalosti konstrukce robota, jaké mám jen já. Už mám vymyšlené, jak to bude celé fungovat,“ usmívá se.
Podívejte se také na videoreportáž z Ludgeřovic:
ČLÁNKY DO MAILU