Zespół
dr inż. Krzysztof Zembrowski – kierownik zespołu
dr inż. Adam Dubowski
dr inż. Tadeusz Pawłowski
mgr inż. Aleksander Rakowicz
dr inż. Sylwester Weymann

Istota wynalazku

Osuszanie mokradeł i obniżenie poziomu wód gruntowych, a także zaniechanie użytkowania rolniczego doprowadziły do zubożenia bioróżnorodności roślinności na terenach wodno-błotnych. Skutkuje to zanikaniem wielu cennych gatunków roślin i zwierząt. Dla zahamowania biodegradacji tych obszarów, najczęściej objętych różnymi formami ochrony, konieczne jest prowadzenie prac powstrzymujących niekorzystne zmiany.

W PIMR opracowano technologię oraz samojezdną wielomodułową maszynę z wymiennymi narzędziami do prowadzenia prac ochronnych na terenach wodno-błotnych.
Prace te sprowadzają się do koszenia, rozdrabniania i wywożenia biomasy z nadmiernie rozrastającej się roślinności inwazyjnej (roślinność trawiasta, zakrzaczenia, roślinność podwodna i nawodna}. Maszyna może realizować zabiegi ochronne na terenach bagiennych dzięki zastosowaniu zespołów gąsienicowych o lekkiej konstrukcji. Niewielki nacisk na podłoże, wynoszący około 0,006 MPa nie degraduje struktury podłoża, co spotyka się z dużą aprobatą przyrodników.

Maszyna przeznaczona jest również do prac pielęgnacyjnych w akwenach otwartych, polegających na cieciu roślinności nawodnej i podwodnej. Posiada konstrukcję kadłuba pojazdu oraz przyczepy transportowej umożliwiającej pływanie i zbiór biomasy w jeziorach, rzekach i kanałach. Do napędu maszyny podczas pływania służą dwa pędniki śrubowe wspomagające poruszanie się i manewrowanie oraz pływaki boczne. Pojazd wyposażony jest w przedni przenośnik taśmowy, pełniący jednocześnie funkcję wysięgnika (na którym montowane są wymienne narzędzia robocze:
• dyskowa kosiarka z przenośnikiem bocznym do zbioru roślinności miękkiej tj. trzciny, turzyc, trawy;
• tarczowa kosiarka do roślinności twardej (krzewy) wraz z rozdrabniaczem;
• podbieracz do zbioru pokosu roślinności miękkiej skoszonej przez kosiarkę dyskową;
• kosiarka iistwowa do wykaszania wodorostów w zbiornikach wodnych.

Taka konfiguracja modułów i narzędzi umożliwia prowadzenie pełnego zakresu prac ochronnych wymaganych na obszarach wodno-błotnych.
Tylny przenośnik taśmowy transportuje zebraną biomasę na przyczepą. Na podwoziu przyczepy można montować wymienne nadwozia tj. do transportu roślinności miękkiej i twardej, do transportu roślinności wodnej oraz zabudowaną prasę zwijającą do belowania roślinności miękkiej.

Opracowana technologia zakłada, zgodny z wymogami ochrony przyrody, wieloetapowy zbiór roślinności miękkiej oraz jednoetapowy zbiór roślinności twardej. Zamontowany na maszynie manipulator z głowicą ścinkową umożliwia usuwanie porostów drzew. W PIMR opatentowano także innowacyjny sposób i adapter do transportowania bel zebranej biomasy polegającej na przetaczaniu po podłożu uformowanego pociągu złożonego z 6-10 bel.

Ponadto do przewozu zestawu maszyn do miejsca pracy opracowano i zbudowano zestaw transportowy składający się z samochodu ciężarowego z napędem 4x4 oraz naczepy z dyszlem gęsia szyja (DMC do 13 ton}. Oba pojazdy wyposażone są w innowacyjny, hydrauliczny, sterowany elektronicznie układ hamulcowy, zgłoszony do ochrony patentowej w UPRP i w EPO.

Korzyści

Przedmiotem wynalazków są rozwiązania zawarte w samobieżnej wielomodułowej maszynie z wymiennymi narzędziami do prowadzenia prac ochronnych na obszarach bagiennych i akwenach śródlądowych. Zestaw maszyn i opracowana technologia umożliwia zbiór biomasy w sposób ekologiczny tzn. zgodny z wymaganiami ochrony przyrody i minimalizujący ingerencję w naturalne środowisko. Prace ochronne sprowadzają się do usuwania nadmiernego rozrostu roślin i zachowania bioróżnorodności na terenach cennych przyrodniczo (parki krajobrazowe, parki narodowe, łęgi, rozlewiska). Bezpieczeństwo ekologiczne chronionych ekosystemów uzyskano poprzez zastosowanie w maszynie biodegradowalnych olejów hydraulicznych i przekładniowych, które wykorzystane w układzie napędowym silnika spalinowego spełniają surowe normy czystości spalin. Ekologiczną zaletą maszyny jest niewątpliwie zastosowanie innowacyjnego gąsienicowego układu bieżnego {typu delta), zapewniającego niewielkie naciski jednostkowe na grunt i minimalny stopień ingerencji w strukturę podłoża. Rozwiązane to pozwala maszynie pracować w trudnym środowisku bagiennym oraz na otwartych akwenach. Do przewozu maszyny opracowano w PIMR innowacyjny system transportowy, który zapewnia szybki i ekonomiczny transport, bezpieczny dla innych uczestników ruchu drogowego. System ten pozwala na transport zarówno po drogach publicznych jak również dowóz maszyny do miejsca pracy na obszarze cennym przyrodniczo jak łąka, bagno, teren podmokły z akwenem wodnym.

Potencjał komercjalizacji

Chronione obszary wodno-błotne, wpisane na listę Konwencji Ramsarskiej, zajmują w Polsce powierzchnię ponad 145 000 ha. Na znacznej ich części wymagana jest aktywna forma ochrony. W samym Biebrzańskim Parku Narodowym obszar wymagający prowadzenia prac ochronnych obejmuje ponad 15000 ha. Obecnie zabiegi ochronne prowadzone są tylko na części tego areału, ręcznie lub przy wykorzystaniu maszyn nie spełniających wymagań w zakresie ochrony przyrody. Podobne problemy mają zarządzający chronionymi terenami wodno-błotnymi w wielu krajach europejskich, między innymi w Wielkiej Brytanii, Holandii, Francji, Belgii, Białorusi, Ukrainie, krajach skandynawskich. Podpisana przez 160 krajów Konwencja Ramsarska o obszarach wodno-błotnych, mających znaczenie międzynarodowe, zwłaszcza jako środowisko życiowe ptactwa wodnego, obejmuje obszar o łącznej powierzchni ponad 189 min ha.

Wdrożenie technologii i wielomodułowej maszyny przyczyni się do usprawnienia i mechanizacji ochrony obszarów wodno-błotnych przed sukcesją roślinności. W Polsce dotyczyć to będzie głównie parków narodowych i obszarów Natura 2000.

Zarządcy tych terenów, zarówno w kraju jak i zagranicą, są bardzo zainteresowani wynalazkami i konstrukcją opracowaną w PIMR. Technologia i wielomodułowa maszyna została już wyróżniona wieloma nagrodami m.in.:
• Złotym medalem z wyróżnieniem na VII Międzynarodowej Warszawskiej Wystawie Innowacji l WIŚ 2013;
• Złotym medalem z wyróżnieniem podczas Brussels lnnova 2013 w konkursie Brussels Eureka-2013;
• Nagrodą specjalną - Pucharem Ministra Gospodarki RP podczas Brussels lnnova 2013;
• Nagrodą Specjalną - Statuetką Ministra Nauki i Szkolnictwa Wyższego na XXI Giełdzie Wynalazków w 2014 w Centrum Nauki Kopernik w Warszawie;
• Złotym medalem na XVII Międzynarodowym Salonie Wynalazków i Innowacyjnych Technologii „ARCHIMEDES 2014" w Moskwie;
• Brązowym medalem na 42. Międzynarodowej Wystawie Wynalazczości, Nowoczesnej Techniki i Wyrobów „Geneva lnventions 2014" w Genewie.
Przemysłowy Instytut Maszyn Rolniczych wraz z partnerami przemysłowymi pozyskał środki budżetowe w ramach Programu DEMONSTRATOR+, celem pełnej komercjalizacji opracowanego rozwiązania.