Leseni daljnovodni drogovi – Analiza vzrokov za prezgodnji razkroj
Pred industrijsko revolucijo je bilo komunikacija na velike razdalje zelo omejena. Stara Kitajska in tudi Evropa je razvila komunikacijo z dimnimi signali in kresovi na markantnih vzpetinah, ki so opozarjale na preteče nevarnosti. V Sloveniji so kresovi na vzpetinah prvenstveno opozarjali na turške vpade (Simoniti, 1990). Iz antične zgodovine je znan Phidippides, ki je pretekel razdaljo med Maratonskim poljem in Atenami, da je Atencem oznanil zmago (Griffiths, 2016). Prvi znatni napredek v komunikaciji na daljše razdalje je bil dokumentiran v letu 1843, ko je ameriški kongres doniral 30.000 USD Samuelu Morsu, da dokaže, da lahko na daljšo razdaljo prenese informacijo, hitreje kot obstoječe rešitve za prenos informacij (kot na primer Ponny expres). Morse je najprej razmišljal o podzemnih vodih, a je zaradi tehničnih težav in pomanjkanja časa, prvo telegrafsko linijo med Washingtonom in Baltimorom (55 km) napeljal preko telekomunikacijskih drogov. Ta rešitev velja za rojstvo telekomunikacijskih drogov (Bolin & Smith, 2011; Hron & Yazdani, 2011; Thimons, 2014). Razvoj telekomunikacij je omogočil, da informacije med vzhodno iz zahodno obalo ZDA ne potujejo 110 dni, kot ob smrti predsednika Williama Henry Harrisona leta 1841, temveč le nekaj ur v letu 1861 (Mulqueen, 2017). Čeprav so bili prvi drogovi namenjeni le komunikacijam (telekomunikacijski drogovi), so jih kmalu uporabili tudi za prenos električne energije (daljnovodni drogovi).
Trenutno je v uporabi vsaj milijarda telekomunikacijskih in daljnovodnih drogov, od tega 185 milijonov v ZDA (Thimons, 2014) in 800 milijonov v Evropi (Ribera et al., 2017). V Nemčiji namestijo okoli 250.000 novih lesenih drogov letno. Po drugi strani v Sloveniji letno vgradimo med 5000 do 10.000 drogov. V Evropi uporabljamo dve tehnološki rešitvi za vgradnjo drogov. Nekateri drogovi so vgrajeni neposredno v zemljo, drugi pa so vgrajeni na drogovnjake ali vpeti v klešče in so tako odmaknjeni od tal. Prvi so vgrajeni v četrtem razredu uporabe (v stiku z zemljo), drugi pa v tretjem (nad zemljo), kot ga definira standard EN 335 (CEN, 2013). V četrtem razredu uporabe v našem podnebnem pasu les ogrožajo predvsem glive bele, rjave in mehke trohnobe ter bakterije, v tretjem razredu pa le glive razkrojevalke (Schmidt, 2006). Poleg gliv in bakterij drogove lahko poškodujejo še lesni insekti in ptice. Ravno ptice (detli in žolne) povzročajo vedno več škode na telekomunikacijskih in daljnovodnih drogovih (Mulqueen, 2017). V zadnjem obdobju se uvaja nova rešitev za zaščito drogov v stiku z zemljo. Najbolj izpostavljen del drogov ovijajo v pločevino iz zlitine bakra in cinka, ki preprečujeta navlaževanje in delujeta biocidno na morebitne glive in bakterije (Makuvek et al., 2007).
Les v zunanjih pogojih je izpostavljen razkroju. Razkroja lesa ne moremo preprečiti, temveč ga lahko le upočasnimo (Humar et al., 2022). V ta namen uporabljamo biocidne proizvode, ki jih z vakuumsko-tlačnimi postopki vnesemo v les. V Sloveniji lahko uporabljamo le biocidne proizvode, ki so priglašeni na Uradu za kemikalije Republike Slovenije in pred tem registrirani na Evropskem uradu za kemikalije (ECHA). V skladu z relevantnimi standardi se pričakuje, da je z biocidnimi proizvodi prepojena celotna beljava droga (NWPC, 2023). Drogovi v Evropi so praviloma izdelani iz lesa rdečega bora (Pinus sylvestris), črnega bora (Pinus nigra) ali lesa navadne smreke (Picea abies). V svetu se za izdelavo impregniranih drogov vedno pogosteje uporablja tudi les plantažiranih evkaliptov (Eucalyptus grandis) (de Paz et al., 2019). Če so drogovi izdelani iz smrekovega lesa, morajo biti v spodnjem delu vrezani, da se izboljša penetracija aktivnih učinkovin v dele, ki so najbolj izpostavljeni (Winandy et al., 2023). Zaradi aspiracije pikenj (Bolton & Petty, 1977), ki preprečuje penetracijo biocidnih proizvodov v les, brez vrezovanja ne moremo doseči penetracije, ki je potrebna za ustrezno dolgo življenjsko dobo lesa v stiku z zemljo (Brischke et al., 2021). Ker je vrezovanje tehnološko zahteven proces, se za drogove v Sloveniji in Evropi uporablja predvsem borov les, kjer ni problemov s penetracijo. Alternativa impregniranemu lesu so naravno odporne lesne vrste. Žal teh v Evropi močno primanjkuje. V Evropi imamo na voljo le dve lesni vrsti, ki sodita v prvi do drugi razred odpornosti kot ga določa standard EN 350 (CEN, 2016) in sicer: robinija – Robinia pseudoacacia in domači kostanj - Castanea sativa. Ker je zaloga teh lesnih vrst v slovenskih kot tudi Evropskih gozdovih omejena, je večina telekomunikacijskih in daljnovodnih drogov izdelana iz impregniranega lesa (ZGS, 2021).
Slika 1: 3D model telekomunikacijskega droga, vpetega v klešče.
Prva komercialno uspešna rešitev za impregnacijo telekomunikacijskih in daljnovodnih drogov je bila razvita leta 1933 v Indiji, ko je indijski vladni raziskovalec Sonti Kamesan razvil vodotopni biocidni proizvod na osnovi bakrovih, kromovih in arzenovih spojin. Kromove spojine so omogočile vezavo bakrovih in arzenovih učinkovin v les. Bakrove učinkovine so delovale kot fungicid, arzenove pa kot insekticid in sekundarni fungicid. Ta pripravek je bil ključna rešitev za zaščito lesa na prostem v 20. stoletju (Preston, 2000; Richardson, 1993). Zaradi strupenosti so arzenove in kromove spojine za zaščito lesa prepovedali v EU (Humar et al., 2006), v ZDA pa močno omejili (Freeman & Mcintyre, 2008). Namesto teh pripravkov so se za zaščito lesa v ogrožajočih pogojih uveljavili baker-etanolaminski pripravki (Mbitnkeu Fetnga Tchebe et al., 2020; Thaler et al., 2013; W. Wang et al., 2013).
Učinkovitost baker-etanolaminskih pripravkov ni primerljiva s klasičnimi pripravki CCA (pripravki na osnovi Cu, Cr in As) in CCB (pripravki na osnovi Cu, Cr in B). Zahteve za impregnacijo lesa opišemo s tremi prametri, in sicer: vrsto biocidnega proizvoda, globino penetracije, izraženo v mm in retencijo oziroma navzemom izraženim v kg/m3 aktivnih učinkovin v impregniranem delu lesu. Na primer, za zaščito lesa v tretjem razredu uporabe je bilo dovolj 4 kg/m3 CCA, v četrtem razredu uporabe pa 6 kg/m3 CCA. Ker je biocidni proizvod CCB manj učinkovit kot CCA, ga moramo za uporabo v četrtem razredu v les vnesti več, in sicer kar 8 kg/m3 CCB (Willeitner, 2001). Najbolj zanesljive podatke o zahtevani retenciji baker-etanolaminskih proizvodov najdemo v bazah skandinavskega sistema NTR (Nordic Wood Preservation Council) (NWPC, 2023). V dokumentih tega organa lahko razberemo zahtevane retencije za vse ključne biocidne proizvode v Evropi. Na primer zahtevana retencija za baker-etanolaminski proizvod Tanalith E je 20 kg/m3 za četrti razred in 10 kg/m3 za tretji razred uporabe. Primerljive vrednosti so podane tudi za Korasit KS2 (20 kg/m3 – UC4; 12 kg/m3 – UC3) in Wolmanit CX8 (18 kg/m3 – UC4; 9 kg/m3 – UC3) (NWPC, 2023). Ne glede na tip pripravka se pri drogovih pričakuje, da bo prepojena celotna beljava. Pri tem je treba upoštevati, da je minimalna širina beljave vsaj 25 mm (CEN, 2007b) oziroma 20 mm (Zahteve javnega naročila), sicer je verjetnost razkroja prevelika. Vedno večjo nevarnost za drogove predstavljajo tudi na baker tolerantne glive (Humar et al., 2005; Karunasekera et al., 2017). Zaradi pojava na baker tolerantnih gliv je bilo v zadnjih desetih letih treba dvigniti priporočene retencije (Humar et al., 2018). Poleg baker-etanolaminskih pripravkov se za zaščito drogov predvsem v ZDA uporablja še kreozotno olje, pentaklorofenol (PCP) in bakrov naftenat (Smith, 2023). Te rešitve v skladu z direktivo o biocidnih proizvodih niso dovoljene v Evropski uniji (EC, 2000). Kljub dolgi tradiciji je raba lesa za izdelavo telekomunikacijskih in daljnovodnih drogov še vedno zelo pogosta. Les je v primerjavi z alternativnimi rešitvami (jeklo, beton, aluminij …) relativno poceni z bistveno ugodnejšim ogljičnim odtisom (de Paz et al., 2019).
V standardu SIST EN 14229:2011 ( Konstrukcijski les – Leseni drogovi za nadzemne vode) je v točki 5.7.2. zapisano, da mora biti les zaščiten s pripravki ki zadoščajo zahtevam za četrti razred uporabe.
Na območju Elektra Celje je v letu 2024 prišlo do več relativno hitrih porušitev elektro drogov. Drogovi, z načrtovano življenjsko dobo med 30 in 50 let (European Committee for Standardization, 2010), so se porušili po 3 do 5 letih. O podobnih izzivih so v preteklosti poročali tudi iz Nemčije in Švice (Ribera et al., 2017). Poročila navajajo, da približno 10 % vgrajenih drogov propade prej kot v 10 letih. Glede na upoštevano ceno vgradnje droga med 1600 € in 2000 € to predstavlja velike stroške. Poleg tega trhli drogovi ogrožajo tudi mimoidoče in zaposlene, ki opravljajo vzdrževalna dela. Namen tega poročila je oceniti stanje izbranih daljnovodnih drogov po nekaj letih uporabe in oceniti ključne vzroke za prehiter propad in podati priporočila, da se temu v prihodnje izognemo.
Materiali in metode
Raziskavo smo izvedli na dveh lokacijah, in sicer Hrastje ob Bistrici (GPS: 46.05991056943548, 15.643873997407882) in Sv. Jurij (GPS: 46.252955680174786, 15.742787336700768). Drogovi so bili postavljeni na kmetijskih površinah, pašnikih, travnikih in poljih. Preiskali smo 17 stojnih mest, en sveže impregniran drog na skladišču in dva droga, ki sta se podrla po petih oziroma devetih letih uporabe.
Slika 2: Daljnovodni drog A (levo) in vgradnja daljnovodnih drogov v betonske klešče
Na dvajsetih drogovih smo izvedli 122 meritev z rezistografom (IML PD500). Naprava resistograph temelji na beleženju upora pri vrtanju. Z drobnim svedrom premera 2 mm v les izvrtamo luknjico in pri tem beležimo upor pri vrtanju. Če naprava ne zabeleži upora, to pomeni, da je les močno razkrojen. Metoda temelji na tem, da se za vrtanje luknje v razkrojen les uporabi manj energije, kot za vrtanje v zdrav les (Kržišnik et al., 2019; Wang et al., 2005). Podatke smo podrobneje analizirali z programsko opremo Free Resi Processor (Downes et al., 2018; Schimleck et al., 2019).
Slika 3: Trhla drogova na skladišču v Rogaški Slatini
Poleg tega smo iz stoječih analiziranih drogov odvzeli 35 izvrtkov, ki smo jih uporabili za določanje penetracije in retencije. Izvrtke smo izolirali s pomočjo votlega svedra. Na skladišču daljnovodnih drogov v Rogaški Slatini smo podrobneje analizirali tudi dva podrta daljnovodna droga. Iz prvega smo izolirali pet kolutov debeline 5 cm na višinah 10 cm, 20 cm, 80 cm, 3 m in 7 m. Na drugem smo izolirali le tri kolute, ki smo jih uporabili za nadaljnje analize. Kolute smo v laboratoriju preslikali z laboratorijskim optičnim čitalnikom in hiperspektralno kamero. Hiperspektralna analiza je bila opravljena z visoko resolucijskim skenerjem ClydeHSI Hyperion A3 z uporabo hiperspektralnih kamer za vidno in bližnjo infrardečo (VNIR; 400-1000 nm, Δλ = 3 nm) ali infrardečo (SWIR; 900-2500 nm, Δλ = 10 nm) valovno dolžino. Nato je bila opravljena analiza podatkov z uporabo analize glavnih komponent (PCA). Hiperspektralno slikanje je napredna slikovna tehnika, ki omogoča zajemanje spektralne informacije o vzorcu pri različnih valovnih dolžinah, hkrati pa ohranja prostorsko porazdelitev. Rezultat hiperspektralnega slikanja je slika pri različnih valovnih dolžinah, s čimer je na voljo spektralna informacija o vzorcu.
Iz izoliranih kolutov smo izrezali sredinski del. Vzorce smo posušili v laboratorijskem sušilniku Kambič pri 103°C do absolutno suhe mase. Vzorcem smo določili maso in jo primerjali z volumnom. Gostoto smo določali za zunanjih 15 mm, 30 mm, preostalo beljavo in jedrovino. Na istih segmentih smo določili tudi retencijo bakrovih učinkovin v les. Vsebnost bakrovih učinkovin v vzorcih smo določali z rentgenskim fluorescenčnim spektrometrom (XRF TwinX, Oxford instruments). Meritve so bile opravljene s PIN-detektorjem (U = 26 kV, I = 112 µA, t = 360 s).
Posamezne vzorce in izvrtke lesa smo preiskali tudi z digitalnim mikroskopom. Mikroskopsko analizo smo izvedli z digitalnim mikroskopom Olympus DSX1000 (Olympus, Tokio, Japonska). Analizirali smo površino izbranih vzorcev in prečni prerez. Pred mikroskopsko analizo smo prečno ksilotomsko ravnino poravnali z drsnim mikrotomom GSL 1 (Künten, Švica). Analizo smo izvedli z mešano osvetlitvijo (svetlo in temno polje).
Preglednica 1: Analizirani drogovi
Stojno mesto št. | Tip droga | Daljnovod | Letnik droga | Leto postavitve | Proizvajalec |
5 | N | D15-10 DV Dlog | 2018 | 2020 | Tri Jele |
40 | N | D15-8 DV Donačka gora | 2019 | 2019 | Tri Jele |
62 | N | D15-12 DV Jurij | 2019 | 2019 | Tri Jele |
63 | N | D15-12 DV Jurij | 2017 | 2019 | Imont |
55 | N | D63 Podsreda-Bistrica | 2018 | 2019 | Tri Jele |
56 | N | D63 Podsreda-Bistrica | 2018 | 2019 | Tri Jele |
57-A | A | D63 Podsreda-Bistrica | 2018 | 2019 | Tri Jele |
57-B | A | D63 Podsreda-Bistrica | 2018 | 2019 | Tri Jele |
58 | N | D63 Podsreda-Bistrica | 2008 | 2009 | Imont |
59 | N | D63 Podsreda-Bistrica | 2018 | 2019 | Tri Jele |
60 | N | D63 Podsreda-Bistrica | 2018 | 2019 | Tri Jele |
61 | N | D63 Podsreda-Bistrica | 2018 ali 2019 | 2019 | Tri Jele |
63-A | A | D63 Podsreda-Bistrica | 2018 | 2019 | Tri Jele |
63-B | A | D63 Podsreda-Bistrica | 2018 | 2019 | Tri Jele |
65 | N | D63 Podsreda-Bistrica | 2020 | 2020 | Tri Jele |
66 | N | D63 Podsreda-Bistrica | 2019 | 2019 | Tri Jele |
67 | N | D63 Podsreda-Bistrica | 2019 | 2019 | Tri Jele |
68 | N-POL | D63 Podsreda-Bistrica | 2020 | 2020 | Tri Jele |
69 | N | D63 Podsreda-Bistrica | 2018 | 2019 | Tri Jele |
nov | _ | Rogaška Slatina skl. | 2022 | _ | Tri Jele |
Rezultati in razprava
Na terenu smo analizirali 17 stojnih mest in en drog v skladišču Rogaška Slatina. Povzetki meritev so razvodni iz preglednice (Preglednica 2). Stojna mesta so bili dveh tipov, 2 x A-drog, 15 × N-drog. Iz rezistografskih krivulj smo s pomočjo programske opreme izračunali gostoto zunanjih 5 centimetrov droga (Downes et al., 2018; Schimleck et al., 2019). Povprečna gostota borovega lesa je bila 428 kg/m3, kar je v skladu z literaturnimi podatki (300...490...860 kg/m3) (Wagenführ, 2014). Gostota borovih drogov niha med 314 kg/m3 (povprečna gostota droga 59) in 551 kg/m3 (povprečna gostota drogu 57-A). Pri analizi teh podatkov je treba upoštevati, da se gostota nanaša na zunanjih pet centimetrov oboda, ki je najbolje impregniran in tako zaščiten pred razkrojem. Gostota posredno odraža kakovost lesa. Les z nižjo gostoto ima slabše mehanske lastnosti, kot les z višjo gostoto (Gryc et al., 2011). Poleg tega nizka gostota posredno nakazuje tudi prisotnost razkroja. Glive razgradijo lesno maso in s tem znižujejo gostoto lesu (Schmidt, 2006). Ta povezava je lepo razvidna tudi iz primerjave med razkrojenostjo preseka in ocenjeno gostoto, določeno z uporovnim vrtanjem (Slika 4).
Vsaj minimalno razkrojenost, smo z uporovnim vrtanjem določili kar na 16 od 19 analiziranih stoječih drogov. Največja razkrojenost preseka je nihala med 7,1 % in skoraj 78 %, kar pomeni da je bil slednji drog tik pred porušitvijo.
Preglednica 2: Največja in povprečna razkrojenost analiziranih drogov
Stojno mesto št. | Ocenjena gostota (kg/m3) | Največji delež razkrojenega preseka | Povprečni delež razkrojenega preseka | Povprečna penetracija (mm) | Razred penetracije | Koncentracija Cu (mg/kg) | Ocena retncije biocidnega proizvoda (kg/m3) |
5 | 388 | 77,8% | 54,6% | 50 | NP5 | 1.555 | 9,5 |
40 | 402 | 12% | 3% | 55 | NP5 | 1.555 | 9,5 |
62 | 480 | 7,4% | 1,9% | 20 | NP3 | 1.555 | 9,7 |
63 | 399 | 14,3% | 4,8% | 10 | NP3 | 2.720 | 17,0 |
55 | 438 | 0,0% | 0,0% | 20 | NP3 | 1.951 | 12,0 |
56 | 511 | 0,0% | 0,0% | 13 | NP3 | 1.951 | 12,0 |
57-A | 551 | 47,6% | 34,2% | 30 | NP4 | 2.347 | 14,4 |
57-B | 444 | 0,0% | 0,0% | 33 | NP4 | 2.347 | 14,5 |
58 | 357 | 45,8% | 19,3% | 10 | NP3 | 1.872 | 11,6 |
59 | 314 | 60,0% | 30,5% | 20 | NP3 | 1.872 | 11,6 |
60 | 449 | 30,8% | 8,3% | 10 | NP3 | 2.687 | 16,7 |
61 | 338 | 50,0% | 10,0% | 60 | NP5 | 2.687 | 16,7 |
63-A | 379 | 37,5% | 19,3% | 20 | NP3 | 1.699 | 10,6 |
63-B | 421 | 26,1% | 5,2% | 30 | NP4 | 1.699 | 10,6 |
65 | 417 | 10,0% | 2,5% | ||||
66 | 507 | 25,0% | 6,3% | 39 | NP5 | 2.297 | 14,4 |
67 | 437 | 28,6% | 13,5% | ||||
68 | 453 | 7,1% | 1,2% | 45 | NP5 | 2.907 | 18,3 |
69 | 455 | 12,5% | 2,5% | 43 | NP5 | 2.907 | 18,3 |
nov | 411 | 0,0% | 0,0% | 38 | NP4 | 2.297 | 14,5 |
Z vijolično so označene vrednosti penetracije, ki ne ustrezajo zahtevam naročnika po penetraciji NP5.
Z rdečo so označene retencije, ki ne ustrezajo zahtevam naročnika, po navzemu, ki ustreza 4 razredu uporabe.
Z zeleno so označeni drogovi, ki so mestoma tako razkrojeni, da lahko predčano pride do porušitve.
Slika 4: Povezava med razkrojenostjo preseka in ocenjeno gostoto, določeno z uporovnim vrtanjem.
V nadaljevanju nas je zanimalo, ali je razkrojenost homogena po celotni višini droga (Preglednica 3). Najmanjšo razkrojenost smo določili približno 5 cm od pete droga, kljub temu da je peta zelo izpostavljena škropljenju vode. Ključen vzrok za nizko razkrojenost pete je povezan z dobro penetracijo bakrovih učinkovin v aksialni smeri. Les je bolj permeabilen v aksialni smeri, kot radialni smeri, zato je ta rezultat pričakovan. Ta rezultat je posreden dokaz za dobro delovanje baker-etanolaminskih pripravkov, s katerimi so bili impregnirani ti daljnovodni drogovi (Freeman & Mcintyre, 2008; Humar & Lesar, 2008; Thaler et al., 2013). Meritve na višini niso najbolj reprezentativne, saj je bila opravljena le ena meritev. Povprečna stopnja razkrojenosti v odvisnosti od višine je med 10 % (40 cm nad peto) in 15 % (120 cm in 180 cm nad peto). Največjo stopnjo razkrojenosti smo zabeležili 40 cm nad peto (78 %) in 120 cm (72 %). Mestoma smo tudi v bližini vijakov opazili visoko stopnjo razkroja. Izvrtine skozi drog ne vplivajo pozitivno na življenjsko dobo. V izvrtinah lahko zastaja voda, kar lahko pospeši razkroj. V prihodnje bi bilo zelo smiselno izvrtine v drog izvrtati pred impregnacijo, oziroma luknje po vrtanju dobro zaliti s koncentriranim baker-etanolaminskim pripravkom.
Preglednica 3: Največja in povprečna razkrojenost analiziranih drogov v odvisnosti od višine merjenja
Višina meritve | Največji delež razkrojenega preseka | Povprečni delež razkrojenega preseka | Število meritev |
10 cm | 29% | 2% | 20 |
20 cm | 20% | 20% | 1 |
40 cm | 78% | 10% | 17 |
70 cm | 60% | 13% | 20 |
100 cm | 64% | 12% | 13 |
120 cm | 72% | 15% | 21 |
180 cm | 48% | 15% | 17 |
Kakovost impregnacije označimo z dvema parametroma, globino penetracije in retencijo. Za daljnovodne drogove se zahteva razred penetracije NP5 (CEN, 2007a). Pričakuje se da imajo borovi drogovi prepojeno celotno beljavo. Zaradi boljše zaščite mora biti beljava široka vsaj 25 mm. Ker je jedrovina bora bolj odporna od beljave, je manjša verjetnost, da bi se na jedrovini pojavil razkroj. Kljub vsemu jedrovina bora ni tako odporna, kot je odporen dobro impregniran les. Naši eksperimentalni podatki kažejo, da je življenjska doba jedrovine rdečega bora 3 krat daljša, kot življenjska doba smrekovega lesa, med tem ko impregnacija lesa z baker-etanolaminskimi pripravki podaljša življenjsko dobo za desetkrat (Humar et al., 2019).
Povprečna globina penetracije v analiziranih drogovih je bila 30 mm, največjo penetracijo smo zabeležili pri drogu 61 (60 mm) najmanjšo pa pri drogu 60 (10 mm). Penetracijo ki ustreza razredu penetracije NP5 smo zabeležili pri šestih drogovih, penetracijo, ki ustreza zahtevam NP4 smo določili pri štirih drogovih, kar osem drogov pa dosega le zahteve razreda NP3. To pomeni, da ima le 38 % drogov ustrezno penetracijo. Primeri izvrtkov, ki smo jih uporabili za določanje penetracije in retencije so razvidni iz spodnjih slik.
Slika 5: Primeri izvrtkov, odvzeti iz analiziranih drogov (drog 57-A, drog 68 in drog 58).
Poleg penetracije je pri impregniranem lesu treba zagotoviti še dobro retencijo (navzem). Za daljnovodne drogove, ki zagotavljajo energetsko varnost prebivalstvu se zaradi zanesljivosti upoštevajo zahteve za četrti razred uporabe (NWPC, 2023). Za impregnirano cono drogov se tako upošteva, da mora v les prodreti med 20 do 24 kg/m3 aktivnih učinkovin baker-etanolaminskih pripravkov. Ker je bilo zaradi slabe penetracije materiala za analizo malo, smo za posamezno analizo združevali vzorce dveh drogov. V drogovih je bila določena povprečna retencija 13 kg/m3. Retencija je nihala med 10 in 18 kg/m3 in niti pri enem analiziranem drogu ni dosegala zahtev elektro podjetij v Sloveniji, ki znaša 20 kg/m3.
V nadaljevanju smo podrobneje analizirali še preseke predčasno porušenih drogov. Gostota polomljenih drogov, ki smo jo določali gravimetrično (441 kg/m3) je primerljiva z gostoto, ki smo jo določali iz rezistografskih meritev (428 kg/m3). Gostota zunanjih 15 mm oboda porušenih daljnovodnih drogov je bila 571 kg/m3 (Tri jele) oziroma 536 kg/m3 (Imont). Ta del je bil tudi najbolje impregniran, zato ni prišlo do razkroja, kar se odraža v najvišji gostoti. Les, ki se je nahajal pod zunanjim obodom je imel že nižjo gostoto. Najnižjo gostoto smo zabeležili pri drogu podjetja Tri jele, na meji med beljavo in jedrovino (356 kg/m3). Relativna nizka je tudi gostota jedrovine, kar pripisujemo juvenilni naravi tega tkiva (Arnič et al., 2021). Ta del praktično ni bil impregniran, zato je razkroj neodporne beljave lahko hitro napredoval. Na jedrovini ni bilo zaznati intenzivnega razkroja, kar pripisujemo boljši odpornosti jedrovine. Standard SIST EN 350 (CEN, 2016) razvršča jedrovino bora v 3 do 4 razred odpornosti.
Penetracija bakrovih učinkovin pri porušenih drogovih je bila omejena na zunanjih 15 mm ali manj. Če bi želeli zagotoviti ustrezno kakovost in s tem povezano življenjsko dobo, bi morala biti prepojena celotna beljava. Navzem (retencija) bakrovih učinkovin v impregniran del je nižja od priporočil. Retencija v drogu podjetja Tri jele je bila 14,1 kg/m3, pri drogu iz podjetja Imont Dravograd pa 12,4 kg/m3. Obe retenciji sta prenizki, da bi preprečevali glivni razkroj skozi načrtovano življenjsko dobo drogov.
Preglednica 4: Gostota in navzem baker-etanolaminskih biocidnih proizvodov v tkivih razkrojenih borovih daljnovodnih drogov
Proizvajalec | Analitsko mesto | Povprečna gostota [kg/m3] | Koncentracija Cu (mg/kg) | Ocena retencije biocidnega proizvoda (kg/m3) |
Tri jele | Beljava 15 mm | 571 | 2225 | 14,1 |
Beljava 30 mm | 425 | 302 | 1,4 | |
Beljava 40+ | 365 | 160 | 0,6 | |
Jedrovina | 482 | 0 | 0,0 | |
Imont | Beljava 15 mm | 536 | 2082 | 12,4 |
Beljava 30 mm | 405 | 37 | 0,2 | |
Beljava 40+ | 349 | 0 | 0,0 | |
Jedrovina | 394 | 0 | 0,0 |
Slika 6: Preseki predčasno propadlega drogu – tri jele
Slika 7: Preseki predčasno propadlega drogu – Dravograd
Mikroskopska analiza je potrdila vizualna opazovanja. V lesu poškodovanih drogov je bilo na več mestih opaziti prisotnost glivnega micelija. Zapončni, sekundarni micelij nakazuje, da so les okužile glive razkrojevalke in ne glive plesni (Zabel & Morrell, 2020). Micelij se razrašča po razpokah, traheidah … Les je prizmatično razpokal, kot je značilno za rjavo trohnobo (Humar et al., 2020). Ta mikroskpska analiza potrjuje analizo gostote in XRF meritve. Zunanji sloj, širok med 10 in 15 mm je impregniran z bakrovimi učinkovinami, zato tam ni opaziti glivnega razkroja. Takoj pod tem slojem in do meje z jedrovino, je prisoten intenziven razkroj. Poleg glivnega razkroja smo opazili še izvrtine lesnih insektov, ki verjetno pripadajo enemu od kozličkov.
Slika 8: Micelij razviden na presekih drogov podjetja Tri jele.
Slika 9: Poškodbe zaradi delovanja gliv rjave trohnobe in insektov razviodne na presekih drogov podjetja Tri jele.
Slika 10: Intenzivna rjava trohnoba na meji med impregnirano beljavo in jedrovino.
Poleg mikroskopske smo izvedli še hiperspektrano analizo, s katero na preseku lahko vizualiziramo prisotnost razkroja. Iz te analize se nedvoumno vidi, da ja zunanji obod trogov dobro impregniran in zato nerazkrojen. Nerazkrojena je tudi jedrovina. Vmesni sloj med impregnirano beljavo in jedrovino, pa je bolj ali manj razkrojen, na kar nakazujejo rumeno rdeči toni.
Slika 11: Slika radialne površine zajeta z optičnim skenerjem (zgoraj) in hiperspektralno kamero (spodaj). Modra barva označuje jedrovino. Zeleno modri toni označujejo zdrav les beljave, rumeno-rdeči pa prisotnost trohnobe.
Zaključki
Na veliki večini pregledanih daljnovodnih drogov se je že nekaj let po vgradnji pojavil glivni razkroj. Večino razkroja so povzročile glive rjave trohnobe. Razkroj je pri večini drogov omejen na beljavo.
Ključni razlog za pojav trohnobe je neustrezna impregnacija. Celotna beljava pri večini impregniranih drogov ni ustrezno prepojena, prav tako je navzem biocidnih proizvodov v les pri večini analiziranih drogov prenizek. To je pripeljalo do prehitrega rakroja impregniranih daljnovodnih drogov.
Pojav trohnobe je verjetno pospešilo tudi dejstvo, da so bile izvrtine v drog izrtane po impregnaciji. V izvrtinah je lahko zastajala voda, kar bi lahko pospešilo razkroj drogov.
Pri novih drogovih priporočamo, da se vgrajujejo tako, da je peta vsaj 15 cm nad zemljo. Ker v izvrtinah lahko zastaja voda, to lahko pospeši razkroj. V prihodnje bi bilo zelo smiselno izvrtine v drog izvrtati pred impregnacijo, oziroma luknje po vrtanju dobro zaliti s koncentriranim baker-etanolaminskim pripravkom.
Za celostno ovrednotenje pomena izvrtin na vlažnost lesa, bi bilo smiselno dolgoročno spremljati vlažnost različno vgrajenih drogov.
Smiselno je, da se pred vgradnjo izvaja natančna kontrola kakovosti, kar bo vodilo do daljše življenjske dobe drogov in zaneslivejše oskrbe z električno energijo.
Predlagamo, da se drogove, kjer mestoma razkroj presega 25 % zamenja. Kako hitro bo prišlo do porušitve posameznih drogov ni mogoče napovedati. To je odvisno od zunanjih obremenitev, podnebnih pogojev in lastnosti lesa.
Glede na stanje lesa priporočamo redno spremljanje stanja viskonapetotnih drogov.
Drogove, ki so razkrojeni, a je razkroj še omejen, bi bilo smiselno tretirati z biocidnim proizvodom na osnovi aktivne učinkovine Dazomet.
Potrebujete svetovanje s področja lesenih drogov?
IGNACIJ KREGAR
VODJA ODDELKA ZA KAKOVOST LESA
01 475 76 33 / ignacij.kregar@bureauveritas.com