Nová technológia zimnej údržby komunikácií na báze MgCl 2

1. Nová technológia zimnej údržby komunikácií na báze MgCl2 Ing. Michal Neubauer, SILICON, s.r.o. Dobšiná doc. Ing. Ing Alena Pietriková, PhD., doc., Ing. Milan Búgel, PhD. Technická univerzita v Košiciach

2. Cieľ príspevku Vyhodnotenie účinkov netradičného environmentálnehoprostriedku na báze MgCl2 akonovej technológiea metodológieúdržbykomunikáciína základeexperimentálnychskúseností počas zimnej sezóny 2004/2005.

3. Bod mrznutia(°C ) koncentrácia roztoku MgCl2 (%) Množstvo SOLMAG S ( kg ) Množstvo vody ( l) -2,9 4,25 9 91 -8,8 10,81 23 77 -16,8 14,53 31 69 -20 19,28 41 59 -24,1 21,85 46 54 -34 22,8 49 51 Spôsob miešania SOLMAGu vodou Riedenie tuhého SOLMAG S vodou na 100 kg roztoku

4. Bod mrznutia(°C ) 100 l roztoku MgCl2 ( %) Množstvo 30 % roztoku SOLMAG L ( l) Množstvo vody ( l) -2,9 4,25 14 86 -8,8 10,81 30 70 -16,8 14,53 48 52 -20 19,28 64 36 -24,1 21,85 73 27 -34 22,8 76 24 Spôsob miešania SOLMAGu vodou Riedenie 30 % roztoku SOLMAG L vodou na 100 l roztoku

5. Použité vozidlo Teplota – 10 °C Začiatok experimentov ( Teplota – 10 °C)

6. Teplota: – 10°C Čas: do 5 min po aplikácii prostriedku SOLMAG Teplota: – 10°C Čas: 5 min po aplikácii prostriedku SOLMAG (detail)

7. Teplota: – 10°C Čas: do 45 min po aplikácii prostriedku SOLMAG Teplota: – 10°C Čas: do 45 min po aplikácii prostriedku SOLMAG (detail)

8. Teplota: – 10°C Pravidelne udržiavaný chodník prostriedkom SOLMAG Teplota: – 10°C Pravidelne udržiavaný chodník prostriedkom SOLMAG (detail)

9. Všeobecne sa predpokladá použitie 28 – 85 kg SOLMAGu na 1km dĺžky. • 21.1. 6% roztok SOLMAGu účinný do - 33 °C (mosty v údoliach, kritické miesta s rýchlou tvorbou námrazy) sa aplikuje v množstve 80l na km pri rýchlosti údržbového vozidla 50km/h. • V prípade aplikácie zmesi piesku ošetreného SOLMAGom sa odporúča pripraviť zmes SOLMAGu s pieskom v pomere 25 kg SOLMAGu na 1000 kg piesku. Takto upravený piesok nemrzne.       • Roztok chloridu horečnatého ako predzmáčacie činidlo: • Najlepší spôsob ako zlepšiť znaky rozmrazovania soli je predzmáčaním kamennej soli roztokom chloridu horečnatého. To poskytuje mnoho výhod:     • - rozmrazovací efekt začína rýchlejšie, pracuje lepšie pri nižších teplotách , • omnoho efektívnejšie je použitie mokrej soli, je možné omnoho presnejšiedávkovanie. • soľ priľne ku povrchu ciest a nie je sfúknutá alebo roztrúsená prechádzajúcimi autami a • je menej škodlivý voči prírode a vegetácii na trávnatých okrajoch cesty

10. vo forme kvapaliny na báze MgCl dlho nezaschýna, je možné preventívne rozprašovanie (soľ ostáva na cestách), možná úspora soli od 35 do 50%!  Typické dávkovanie je 70% suchej soli a 30% 25 – 30 % roztoku chloridu horečnatého. Pre predzmáčanie rovných plôch, rozprašovač musí byť vybavený zásobníkom s roztokom. Roztok sa pridáva k soli na rozprašovací disk. Soľ je iba navlhčená počas zmáčania, tesne pre tým, než sa rozpráši na cesty. Priemerné dávkovanie je 5 - 15 g/m2. Pri rozstrekovaní Solmag L pomocou trysky je potrebné, aby rozstrekovač rozstrekoval kvapalinu z nízkej polohy (75 mm) nad cestou, aby sa zabránilo vplyvu turbulencie vzduchu za vozidlom. Inak sa kvapalina sa rozpráši ešte pred dopadom na povrch cesty. Okrem toho je dôležité kontrolovať upchatie (zamrznutie) trysiek (zmena teploty v ústi trysky v dôsledku vysokého tlaku). Max. rýchlosť vozidla s tryskovým rozprašovačom môže pohybovať rýchlosťou od 65 to 80 km/h (turbulencia). Rotačný disk možno pre aplikáciu kvapalného roztoku SOLMAGu odporučiť tiež. Pohyb vozidla pre rozprašovač na báze rotačného disku sa odporúča pri rýchlosti od 40 po 55 km/h.

11. Solmag v zimnej sezóne 2004 - 2005 MgCl2 je netoxický, nepredstavuje riziko pre vodné organizmy a v pôde je biologicky odbúrateľný. Podľa Certifikátu č. C421/2003 „Certifikát posypového materiálu SOLMAG “ sú obsahy kontaminantov vo výrobku (As, Cr III, CrVI, Cd, Cu, Ni, ...) podlimitné. Hlavné zložky tvoria látky používané pri výžive rastlín. Funkčná spôsobilosť MgCl2, ako schopnosť spoľahlivo plniť predpísaný účel použitia, ako aj naplnenie náročných kritérií stanovených vo „Výnosu č. 3/2005 Ministerstva životného prostredia Slovenskej republiky“ ktorým sa ustanovujú osobitné podmienky na udelenie národnej environmentálnej značky pre skupinu výrobkov prostriedky na zimnú údržbu (okrem obsahu chlóru) nabáda správcov ciest, zamyslieť sa nad týmto na Slovensku netradičným spôsobom zimnej údržby komunikácií.

12. Trochu histórie

13. Výroba prostriedku SOLMAG Firma SILICON, s.r.o. v Dobšinej v spolupráci s pracovníkmi Technickej univerzity v Košiciach predstavuje chlorid horečnatý ako jeden zo svojich produktov, ktorý vzniká v procese spracovania serpentinitovej suroviny uloženej v odpadovej halde v Dobšinej. Chlorid horečnatý je dostupný v tuhom pod názvom SOLMAG S alebo kvapalnom stave pod názvom SOLMAG L.

14. Chemické rozmrazovacie prostriedky pre zimnú údržbu komunikácií • chlorid sodný, • v menšej miere chlorid vápenatý, • zriedkavo chlorid horečnatý, • močovina, • alkoholy, • glykoly • CMA (Calcium Magnesium Acetate

15. Porovnanie vlastností solí na zimnú údržbu komunikácií • Výhody a nevýhody • vplyv na životné prostredie • vlastnosti • cena • multikriteriálne hodnotenie Fázový diagram 5 chemických prostriedkov používaných na zimnú údržbu komunikácií

16. SOLMAG • SOLMAG je ekologický prostriedok na báze hexahydrátu chloridu horečnatého (MgCl2.6H2O), ktorý sa vyskytuje v tvare malých bielych šupiniek. Produkt sa používa v mnohých odvetviach priemyslu pre rôzne aplikácie, ako napr.: ·doplnok krmiva pre zvieratá ·rozmrazujúca a antinámrazová kvapalina ·čistiaci prostriedok ·mazací a chladiaci prostriedok pri vŕtaní hornín ·prostriedok pre tlmenie vírenia prachu ·zmes priemyselných hnojív ·oxychloridový cement ·plnidlo pneumatík ·spracovanie odpadových vôd

17. Vlastnosti a experimentálne skúsenosti • SOLMAG S  je netoxický, nepredstavuje riziko pre vodné organizmy a v pôde je biologicky odbúrateľný. V posledných rokoch sa najmä v USA, v Kanade, v Austrálii, na Novom Zélande a v celej západnej Európe rozšírilo používanie MgCl2 ako rozmrazovacieho prostriedku najmä v súlade s ichcelonárodnými environmentálnymi „Anti-Icing“ programami. • V porovaní s doteraz používanými soľami nemá taký negatívny vplyv na kvalitu cestných povrchov, na životné prostredie a na karosérie áut • prejavuje sa miernejšími negatívnymi vplyvmi ako ostatné chloridové soli (ochrana vodných zdrojov, fauny, flóry, ornej pôdy, a pod.) • Teplotný rozsah rozmrazovacieho účinku je u prostriedku SOLMAG stanovený v rozsahu od –1 do – 34°C • MgCl2 dokáže roztápať sneh a ľad v hrúbke 12,7 mm za 10 minút, čo je v porovnaní s inými soľami podstatne vyššia rýchlosť roztápania • uvoľňuje až o 40 % menej chloridov do okolia než napr. NaCl alebo CaCl2.

18. Vlastnosti a experimentálne skúsenosti • okrem obsahu chloridov, ktorý je však súčasťou všetkých rozmrazujúcich prostriedkov na báze chloridov,spĺňaSOLMAG náročné kritériá aplikované pre chemické prostriedky pre zimnú údržbu komunikácií podľa Výnosu 3/2005 MŽP: • obsah dusíka je hlboko podlimitný a obsah fosforu je omnoho nižší ako obsah stanovený technickounormou STN EN 13656 • hodnota pH chemických prostriedkov sa pohybuje v stanovenom rozsahu od 6 – 9, • Rovnako výsledky hodnôt toxikologických skúšok sú v porovnaní s NaCl niekoľkonásobne prekročené • obsah ťažkých kovov, stanovený po úplnom rozklade podľa technickej normy STN EN 13346a technickej normy STN EN 13656, je rovnako podlimitný • SOLMAG nespôsobuje ničenie betónov spôsobované opakovaným mrznutím a rozmrazovaním vody, ktorá je presiaknutá v určitej hrúbke povrchu betónu.

19. Vlastnosti a experimentálne skúsenosti • Prašnosť po zime je u ciest ošetrovaných Solmagom znížená na minimum, MgCl2 je kvôli vysokej adhéznej a navĺhavej schopnosti vynikajúci antiprašný prostriedok. • jeho rozpúšťacia kapacita je až o 40 % väčšia ako u NaCl • všeobecne sa predpokladá použitie 28 – 85 kg SOLMAGu na 1km dĺžky. • Najlepší spôsob ako zlepšiť znaky rozmrazovania soli je predzmáčaním kamennej soli roztokom chloridu horečnatého. (úspora až 50 % materiálu). To poskytuje mnoho výhod: • rozmrazovací efekt začína rýchlejšie, pracuje lepšie pri nižších teplotách, • efektívnejšie je použitie mokrej soli, je možné omnoho presnejšie dávkovanie, soľ priľne ku povrchu ciest a nie je sfúknutá alebo roztrúsená prechádzajúcimi autami , • je menej škodlivý voči prírode a vegetácii pozdĺž trávnatých okrajov cesty , • pracuje dlhšie, vo forme kvapaliny na báze chloridu horečnatého pomerne dlho nezaschýna • Je možné aj preventívne rozprašovanie, pričom soľ ostáva na cestách.

20. Vlastnosti a experimentálne skúsenosti • Keďže je chlorid horečnatý hygroskopický, roztok môže byť tiež aplikovaný na cesty skôr ako príde silná snehová búrka alebo skôr ako začne mrznúci dážď. Táto metóda sa nazýva antiicing metóda. Pokiaľ roztok nezaschne, nebude odfúknutý z ciest (ako je tomu u NaCl) a začína pracovať okamžite, keď je to potrebné. Chlorid horečnatý zamedzuje tvorbe ľadu na cestách a tiež tvorbe silnej väzby medzi povrchom a ľadom na cestách. To umožní pracovnému personálu údržby pluhovať sneh omnoho ľahšie. • Typické dávkovanie je 70% suchej soli a 30% 25 – 30 % roztoku chloridu horečnatého. Pre predzmáčanie rovných plôch, rozprašovač musí byť vybavený zásobníkom (cisternou ) s roztokom. Roztok sa pridáva k soli na rozprašovací disk. Soľ je iba navlhčená počas zmáčania, tesne pre tým, než sa rozpráši na cesty. Priemerné dávkovanie je 5 - 15 g/m2.