Návrh rekonštrukcie lanového centra

Pri vizuálnej prehliadke stĺpov lanového centra sa zistila prítomnosť hniloby. Konštrukcia z jedľového dreva bola napadnutá drevokaznými hubami, pričom stĺpy boli poškodené najmä v miestach kontaktu so zemou. Pri prieskume sa použili dve diagnostické metódy. Drevokazné huby sa presne identifikovali pomocou metód molekulárnej ­genetiky (PCR a následného sekvenovania). Na zistenie rozsahu hnilobného poškodenia stĺpov sa použil nedeštruktívny prístroj Arborsonic Decay Detector. Na základe zistení sa následne navrhla rekonštrukcia drevenej konštrukcie lanového centra.

Konštrukčná charakteristika lanového centra
Lanové centrum bolo vybudované v roku 2003. Jeho konštrukcia pozostávala zo šestnástich jedľových stĺpov výšky 12 m s priemerom pri záhlaví 30 cm. Záhlavia stĺpov boli zabudované do betónových pätiek a stabilitu stĺpov zabezpečovali spevnené oceľové laná. Centrum bolo rozdelené na dve časti (hlavnú a vedľajšiu).

Princípy použitých diagnostických metód
Metódy molekulárnej genetiky
Tieto postupy sa v súčasnosti používajú najmä pri identifikácii drevoznehodnocujúcich húb. Umožňujú identifikovať organizmy podľa sekvencie DNA. Využívajú sa najmä vtedy, ak je náročné rozlišovať jednotlivé druhy húb podľa ich plodníc alebo ak sa nájde len hnilé drevo bez rozoznateľnej charakteristickej vlastnosti huby. V takýchto prípadoch nepostačujú tradičné metódy charakterizácie (vplyv teploty, rýchlosť rastu, úbytok hmotnosti dreva, atď.). Z toho dôvodu sa na určovanie húb zaviedli rôzne molekulárne metódy. Základnou metódou molekulárnej genetiky je PCR (Polymerase Chain Reaction – polymerázová reťazová reakcia). Pri polymerázovej reakcii dochádza k namnoženiu určitého úseku DNA. Následne sa získaná DNA sekvenuje. Tieto sekvencie sa porovnávajú s internetovou databázou, čo umožňuje presnú identifikáciu drevoznehodnocujúcej huby.

Vo vedľajšej časti lanového centra, pozostávajúcej z troch stĺpov, nebolo možné určiť drevokaznú hubu pomocou tradičných metód identifikácie. Z toho dôvodu sa realizovali vývrty prírastkovým vrtákom a následne sa vzorky mechanicky rozomleli na homogenizéri. DNA drevokaznej huby bola izolovaná zo vzoriek pomocou Power Soil DNA izolačného gitu a následne namnožená s využitím primerov ITS1 a ITS4. Analyzovali sa produkty polymerázovej reťazovej reakcie a DNA. Po namnožení požadovaného úseku sa vykonala sekvencia DNA a získané sekvencie sa  následne porovnali s internetovou databázou.

Zvýšená vlhkosť v konštrukcii vytvorila podmienky na pôsobenie drevokazných húb.	Degradácia jedľového dreva drevokaznou hubou trámovkou plotovou

Arborsonic Decay Detector
Na určenie rozsahu poškodenia jedľových stĺpov lanového centra sa použil defektoskopický prístroj Arborsonic. Táto diagnostická metóda je založená na prenose ultrazvukovej vlny medzi vysielačom a prijímačom. Meria sa čas priechodu vlny a dĺžka úseku medzi jednotlivými sondami. Následne sa vypočíta rýchlosť šírenia ultrazvukovej vlny. Rýchlosť prenosu ultrazvukových vĺn z jednej sondy do druhej je reakciou na stav materiálu. Keď je materiál poškodený, jeho pevnosť klesá. Menšie rýchlosti alebo dlhší čas prenosu tak slúžia ako porovnávacie veličiny na hodnotenie aktuálneho stavu materiálu. Rýchlosť šírenia v zhnitom dreve je pomalšia pre jeho anatomické vlastnosti, ktoré sú ovplyvnené biologickými činiteľmi.

Pri určovaní rozsahu poškodenia stĺpov lanového centra sa vykonalo meranie kolmo na pozdĺžnu os stĺpov, a to vždy 0,5 m od seba. Každé miesto sa meralo dvakrát, a to v smere od východu na západ (V – Z) a od juhu na sever (J – S). Prvé meranie bolo tesne nad zemou, označované ako 0, ďalej 0,5; 1 a 1,5. V prípade merania naprieč vlákien bolo hodnotou nad 1 000 m/s označené zdravé drevo a pod 1 000 m/s poškodené drevo.

Výsledky
V hlavnej časti, pozostávajúcej z trinástich stĺpov, bola podľa plodnice identifikovaná drevokazná huba trámovka plotová (Gloeophyllum sepiarium). Príčinou poškodenia konštrukcie bolo nevhodné osadenie stĺpov (zabetónovanie a zasypanie štrkom) a prítomnosť prvku napadnutého trámovkou plotovou (drevená lavička v hlavnej časti).

Vo vedľajšej časti pozostávajúcej z troch stĺpov nebolo možné identifikovať drevokaznú hubu tradičnými metódami, z toho dôvodu sa použili metódy molekulárnej genetiky. Vo dvoch sĺpoch bola takýmto spôsobom určená drevokazná huba pevnica škridlicovitá (Amylostereum areolatum).

Pomocou merania rýchlosti šírenia ultrazvukovej vlny bolo zistené poškodenie všetkých pätnástich stĺpov v mieste merania 0. V tomto mieste (tesne nad zemou), boli rýchlosti vždy menšie ako 1 000 m/s, čo znamenalo, že stav záhlavia stĺpov zabudovaných do betónových pätiek je v nevyhovujúcom stave.
Vo vzdialenosti 0,5 m od zeme bolo podľa nameraných hodnôt rýchlosti poškodených iba päť stĺpov a v 1 m od zeme iba jeden stĺp.

Na názornú ukážku sa vybralo meranie stĺpu číslo 10 (tab. 1). V dôsledku pokročilej degradácie vplyvom hniloby boli v mieste merania tesne pri zemi zistené nízke rýchlosti. V mieste merania 0,5 m nad zemou boli hodnoty hraničné, zodpovedajúce priemerným hodnotám nepoškodeného dreva z literatúry. V ďalšom meraní v 1 m a 1,5 m už tieto hodnoty zodpovedali rýchlostiam, ktoré možno bežne namerať pri zdravom materiáli bez poškodenia.

Tab. 1: Hodnoty merania stĺpu č. 10 pomocou rýchlosti šírenia ultrazvuku

Pri rekonštrukcii lanového centra došlo k vizuálnej verifikácii nameraných hodnôt rýchlosti podľa priečnych rezov, ktoré boli vykonané presne v miestach jednotlivých meraní. Jednotlivé merania stĺpu č.10 možno vizuálne porovnať s nameranými hodnotami rovnakého stĺpa (tab. 1).

Návrh rekonštrukcie lanového centra
Po zistení aktuálneho stavu jednotlivých stĺpov autori navrhli všetky poškodené stĺpy odstrániť. Pri opätovnej výstavbe nových stĺpov sa odporučili zmeny, ktoré znížia riziko ich napadnutia drevokaznými hubami či hmyzom. V prvom rade bolo potrebné zmeniť ukotvenie jednotlivých stĺpov, pretože ich pôvodné ukotvenie do betónových pätiek pod úrovňou zeme bolo nevyhovujúce. Neumožňovalo trvalé znižovanie vlhkosti v stĺpoch, čím sa vyvárali vhodné podmienky na rozvoj drevokazných činiteľov.

V novom návrhu sa predpokladalo ukotvenie stĺpov na oceľové pätky, ktoré mali byť ukotvené do betónového lôžka. Týmto spôsobom sa samotný stĺp zdvihne o 15 až 30 cm, čo postačuje na to, aby nedochádzalo k opätovnému zvlhčovaniu dreva vplyvom vody nachádzajúcej sa v zemi. Toto opatrenie zároveň zabezpečí aj rýchle vysychanie dreva, ak by bolo navlhnuté. Jednotlivé stĺpy možno (vzhľadom na spôsob ukotvenia a predpokladanej vlhkosti, ktorá sa bude často pohybovať nad hranicu 20%) zaradiť podľa STN EN 335 do tretej triedy ohrozenia a ich konštrukčnú ochranu doplniť aj chemickou. Na chemické ošetrenie sa odporúča zvoliť ochrannú látku, ktorá je z dreva nevyluhovateľná, má preukázateľnú účinnosť proti hubám (triedy Ascomycetes a Basidiomycetes) a aspoň preventívnu účinnosť proti drevokaznému hmyzu. Typové označenie výrobku podľa STN EN 335 je Iv, P, E, W, B.

Odporúčala sa chemická ochrana tlakovou impregnáciou, ktorá je však vzhľadom  na rozmery stĺpov a cenu zhotovenia neprijateľná. Druhou alternatívou je kombinácia postreku, natierania a máčania. Najprv treba urobiť máčanie, ktoré by sa zameralo predovšetkým na koncové časti jednotlivých stĺpov. Stĺpy sa uložia z kopca tak, aby bolo možné spodný koniec obaliť igelitovým vrecúškom, do ktorého sa napustí ochranná látka. Vrecúško sa následne pevne uviaže a v takomto stave sa nechá impregnačná látka prenikať z čelných plôch do dreva asi 2 až 4 dni (v závislosti od teploty prostredia). Hladina ochrannej látky by mala zasahovať aspoň do vzdialenosti 30 cm od konca stĺpa.

Po tejto úprave sa vykoná rovnakým spôsobom máčanie čiel na opačnom konci stĺpov. Natieraním a postrekom sa následne dokončí celková plocha stĺpov, pričom je vhodné koncentrovať impregnačnú látku predovšetkým do trhlín, ktoré vznikajú po obvode kmeňa. Vzhľadom na charakter konštrukcie a spôsobu jej využívania treba uskutočňovať pravidelné prehliadky. Tie sa odporúča doplniť o pravidelné meranie vlastností dreva nedeštruktívnym spôsobom (raz za dva roky). Prvé meranie by sa malo uskutočniť s odstupom 3 až 9 mesiacov po ukotvení stĺpov do konečnej polohy. Následne sa dá podľa potreby uskutočňovať meranie a na základe nameraných údajov posudzovať v danom čase aktuálny stav.

Záver
Podrobný prieskum konštrukcie lanového centra bol zameraný na jeho biotické poškodenie hubami. Pomocou tradičných metód a metód molekulárnej genetiky sa v konštrukcii našli dve drevokazné huby trámovka plotová (Gloeophyllum sepiarium) a pevnica škridlicovitá (Amylostereum areolatum). S cieľom zistiť rozsah degradácie jednotlivých stĺpov sa ich stav hodnotil na základe merania pomocou ultrazvukového prístroja Arborsonic. Bolo zistené, že prechod medzi poškodeným a zdravým drevom bol pri väčšine stĺpov lokalizovaný vo výške okolo 0,5 m až 1 m nad zemou.

Táto skutočnosť sa následne potvrdila pri rekonštrukcii, keď boli staré stĺpy odstránené, a tým došlo k verifikácii nameraných dát. Na základe nameraných výsledkov sa navrhla sanácia lanového centra. V rámci nej sa malo preventívne zo stĺpov odrezať, čo celkovo predstavovalo ich skrátenie o 1,5 až 2 m. Vzhľadom na to, že po danej rekonštrukcii by centrum nespĺňalo požiadavky majiteľov, navrhla sa podľa odporúčaných prvkov konštrukčnej a chemickej ochrany kompletná asanácia a následná stavba nového lanového centra. Zároveň sa odporúčalo (vzhľadom na charakter konštrukcie a spôsob jej využívania) uskutočňovať pravidelné prehliadky stavu lanového centra.

Ing. Elena Bobeková, Ing. Michal Kloiber, PhD., doc. RNDr. Michal Tomšovský, PhD.
Foto: autori

Autori pôsobia na Lesníckej a drevárskej fakulte v Ústave náuky o dreve a Ústave ochrany lesov a poľovníctva na MZLU v Brne.

Recenzoval Ing. Miloš Pánek, PhD., ktorý pôsobí na Katedre mechanickej technológie dreva, na Drevárskej fakulte TU vo Zvolene.

Literatúra
1. Bobeková, E., Tomšovský, M.: Identification of Serpula Lacrymans from Wood Substrates Using Species-Specific PCR, Proccedings of MendelNet 2006 – Contemporary State and Development Trends of Forests in Cultural Landscape, MZLU Brno, 2006
2. Kloiber, M., Kotlínová, M.: Vliv orientace a šířky letokruhů na šíření ultrazvuku ve struktuře dřeva. In Workshop NDT 2005, Non-destructive Testing in Engineering Practice, Brno, Czech Republic, 2005, pp. 53 – 59.
3. Kloiber, M., Kotlínová, M.: Závislost dynamického a statického modulu pružnosti poškozeného dřeva, In Applied Mechanics 2006, 3. – 5. 4. 2006, Srní, Czech Republic, 15 p.
4. Machado, J. S.: Avaliação da variação das propriedades mecânicas de pinho bravo (Pinus Pinaster Ait.) por meio de ultra-sons. Tese de Doutoramento em Engenharia Florestal, Universidade Técnica de Lisboa – Instituto Superior de Agronomia, Lisboa, Portugal, 2000, 265 pp.
5. Moreth, U. & O. Schmidt (2000): Identification of Indoor Rot Fungi by Taxon-Specific Priming Polymerase Chain Reaction. – Holzforschung 54: 1 – 8.
6. Ross, R., McDonald, K., Soltis, L., Otton, P. NDE of Historic Structures – USS Constitution. SPIE. Vol. 2944, 1996, pp. 266 – 274.
7. Sandoz, J.: Grading of Construction Timber by Ultrasound. Wood Science Technology, 23, 1989, pp. 95 – 108.

Článok bol uverejnený v časopise Stavebné materiály.