Они идут против течения
Российские ученые создают систему раннего предупреждения об утечках воды. В ее основе — уникальный кабель собственной разработки
Создатели кабеля — опытные и даже прославленные разработчики, более чем по сорок лет проработавшие в науке: Владимир Кондратенко и Юрий Сакуненко. Последний характеризует своего партнера как легендарную личность. Кондратенко — директор Института высоких технологий МГУПИ, заведующий кафедрой инновационных технологий в приборостроении, микро- и оптоэлектронике, автор более 140 изобретений и 60 зарубежных патентов. Одно из самых известных его изобретений — метод лазерного управляемого термораскалывания хрупких материалов. Его использует тайваньская Foxconn Technology Group при изготовлении экранов для смартфонов и планшетов. Этот метод позволяет получить идеальную кромку экранов электронных устройств, прочную и бездефектную. Стив Джобс называл его лучшим изобретением десятилетия.
Юрий Сакуненко, выпускник Московского энергетического университета по специальности «Теплофизика», с начала 1970-х работал в обороннопромышленном комплексе, создавал специальные полимерные композиты для нужд обороны. «В переходное лихолетье девяностых, как ни странно, я работал по специальности, в частной фирме», — вспоминает Сакуненко. Вместе с Владимиром Кондратенко они занимались разработками тепло- и электропроводных пластмасс. Эти материалы используются, в числе прочего, для охлаждения электронных компонентов.
Три года назад Владимир Кондратенко и Юрий Сакуненко в поисках применения своих пластмасс с особыми свойствами создали компанию «Инжиматик», у которой несколько направлений разработок. Одно из них — паро-гидросенсорный кабель, предназначенный для раннего обнаружения протечек воды и прорывов пара. Сакуненко демонстрирует изобретение в действии: распыляет на него воду из маленького пульверизатора, и кабель загорается сигнальными лампочками (в реальности к этому добавляется сирена). «Мы всегда проводим такие “демонстрации” на выставках и конференциях. Чтобы министрам и домохозяйкам было понятно, как работает кабель», — улыбается изобретатель. У паро- гидросенсорного кабеля аналогов в мире нет.
Существующие системы обнаружения протечек строятся на основе специальных датчиков — гидросенсоров. Датчики действуют по так называемому принципу лужи, то есть срабатывают при появлении слоя воды, «замыкающего» измерительные контакты. Поэтому бывает так, что между началом протечки и ее обнаружением проходят часы. Как поясняет Юрий Сакуненко, кабель «Инжиматика» способен регистрировать появление воды буквально каждым своим сантиметром на протяжении всей длины (до сотен метров). Он сам по себе огромный чувствительный «мегасенсор».
Если традиционные датчики устанавливаются на горизонтальных поверхностях, где может скопиться вода, то гидросенсорный кабель располагается и на стенах, и на потолке, и на трубах. С помощью такого кабеля можно определить самое начало протекания крыши, расположив его на чердаке либо на стыках потолков и верхних этажей. Существующие системы обнаружения протечек с этой задачей не справляются, что может привести к трагедиям. К примеру, одна из самых вероятных версий причин возгорания в кемеровской «Зимней вишне» — замыкание электропроводки в результате весенней протечки крыши торгового центра. Эту протечку назвали «обстоятельством непреодолимой силы».
На базовую конструкцию кабеля получен патент, разработаны технологии и рецептуры производства высокоэлектропроводящего полимерного композита для сенсорной оболочки кабеля. Это результат многолетних разработок ученых. Он является предметом ноу-хау. Патентовать материал ученые не стали, чтобы в процессе не раскрывать информацию. «Нам нужно было получить такой материал, чтобы он легко гнулся, не ржавел, проводил электричество, не вонял, был дешевым», — рассказывает Сакуненко.
У решения, предлагаемого «Инжиматиком», есть зарубежные конкурирующие системы, к которым российские инженеры относят американские Tracetek (универсальная модульная система для точного определения мест утечек жидкости) и WaterAlert (система раннего предупреждения о протечках воды, установлена в 21 тыс. домохозяйств США), английскую ProH2O и еще две-три другие. Но все эти системы работают при горизонтальной ориентации датчиков, а кроме того, порог их чувствительности недостаточен для фиксации микропротечек, малых течей. Кабель «Инжиматика» чувствителен к объемам 0,1 литра воды на квадратный метр. А датчики конкурентов сработают только после того, как объем протечки составит несколько литров на той же площади.
Система на основе парогидросенсорного кабеля может использоваться для раннего обнаружения протечек и прорывов пара на паро- и водопроводах, при этом не требуется прокладывать под трубопроводом лоток с сенсорным кабелем — кабель можно прикрепить снизу прямо к трубе, и первые капли от микротрещины, коснувшись его поверхности, спровоцируют сигнал.
Стоимость кабеля «Инжиматика» будет в разы ниже, чем у импортных аналогов, которые работают только в горизонтальном положении, утверждает Юрий Сакуненко: по предварительным подсчетам, два-три доллара против 20–30 (за метр). Дело в том, что производство кабеля может быть полностью локализовано в России (но не вся система обнаружения утечек). Выпуская опытные партии, «Инжиматик» заказывал продукцию Подольского кабельного завода, композитный материал — с предприятия в Московской области.
Стать стартапом никогда не поздно
Свой проект инженеры ведут в свободном режиме, не обзаводясь офисом и уж тем более производством. «У нас своеобразная форма государственно-частного партнерства, мы используем возможности Московского технологического университета (где работает Владимир Кондратенко), и в то же время частной инициативы, подвижности в исследованиях. И одновременно воспитываем подрастающее поколение, прививаем ему вкус, тягу к разработкам», — поясняет Сакуненко.
Ученые в благородном возрасте (Кондратенко — 68 лет, Сакуненко — 73 года) стали стартаперами и активно участвуют в конкурсах вроде Startup Village, аккумулирующих проекты со всей страны, рассчитывая подыскать инвестора. «Надежды юношей питают», — улыбается Юрий Сакуненко.
Подняться с уровня идей и лабораторных исследований им помог небольшой грант от фонда «Сколково» (пять миллионов рублей), резидентами которого они стали в 2016 году.
Кабель «Инжиматика» много раз отмечали на выставках и конкурсах — в том числе вручили специальный приз Московского международного салона изобретений и инновационных технологий «Архимед» в номинации «Лучшее изобретение в интересах ЖКХ г. Москвы». Кроме того, гидросенсорный кабель включен в «Перечень инновационной и высокотехнологичной продукции и технологий г. Москвы».
Но быстрого развития у проекта не получилось. Базовый патент на гидросенсорный кабель был получен еще в 2013 году, тестовые испытания кабеля прошли в 2014-м, и с тех пор продолжались попытки найти пути коммерциализации. «У нас в команде в основном технари, — говорит Юрий Сакуненко. — Восемь человек, из них четыре кандидата наук, профессор, доктор наук. Так что научного потенциала более чем достаточно. А вот прожженных коммерсантов, тех, кто шел бы в окно, когда его выгоняют в дверь, — таких не хватает».
Понятно, что в средстве для борьбы с протечками рынок, по идее, заинтересован. В своей презентации разработчики «Инжиматика» ссылаются на то, что треть убытков от простоев в промышленности связаны с инцидентами с водой (по данным Американского страхового альянса). А с заливами в жилых домах сталкивается едва ли не каждый второй горожанин. Изначально разработчики рассчитывали на широкое применение гидросенсорного кабеля именно в ЖКХ, но быстрого прорыва не вышло. Между тем ЖКХ — самый широкий рынок для применения гидросенсорных кабелей, считает Никита Кузнецов, проектный менеджер кластера ядерных технологий фонда «Сколково». Прежде всего речь идет о новостройках среднего и премиального сегментов. Да и, например, в метрополитене такие кабели тоже окажутся полезны благодаря тому, что могут иметь любую ориентацию в пространстве.
У «Инжиматика» пока явно хромает концепция продвижения — нечетко определены рынки сбыта, сравнения с зарубежными аналогами по цене слишком размыты. По сути, только сейчас стартап делает первые шаги к выходу на рынок: нашелся партнер, готовый использовать технологию в своих решениях и инвестировать (чтобы получить второй грант от «Сколково», «Инжиматику» необходимо было найти соинвестора). Это компания «Твин Технолоджи», гендиректор которой Владимир Веселов рассказал, что сейчас они вместе с «Инжиматиком» разрабатывают систему контроля протечек воды на основе кабеля под торговой маркой «Гидростраж 3D».
Кроме коммунального хозяйства в «Твин Технолоджи» рассматривают и промышленное применение разработок «Инжиматика» — для раннего обнаружения протечек воды на трубопроводах и в резервуарах. Как только где-то появляется влага, повышается влажность воздуха либо уже возникает проблема — например, начинает подтекать сварной шов, высокочувствительный кабель сигнализирует об этом. «Можно контролировать даже трубопроводы, которые проложены глубоко в земле, — говорит г-н Веселов. — При этом система обнаружения протечек многоуровневая. На первом уровне она контролирует коттедж, отдельно стоящие объекты, такие как насосная станция или бойлерная. На втором уровне мы отслеживаем работу большого производства, объединяя несколько систем первого уровня. А дальше несколько объектов могут контролироваться из единого центра. Находясь в Москве, мы видим ситуацию на объектах в Магадане — вся информация выводится на монитор».
Продаж пока нет, сделано лишь несколько опытных инсталляций системы, в том числе на предприятии «Твин Технолоджи» в Гагарине. Но интересующихся системой хватает, уверяет Владимир Веселов: сейчас он ведет переговоры с управляющей компанией относительно установки системы в жилом доме в центре Москвы.
«Разработка будет интересна прежде всего управляющим и страховым компаниям, а также предприятиям ЖКХ, которые несут убытки при авариях, — считает Роман Титов, эксперт инвестиционного агентства “Дельта Капитал”. — Этот сегмент потребителей удобен для первого этапа внедрения тем, что затраты на маркетинг и выведение на рынок здесь будут существенно меньше, чем при продаже частным лицам. Более того, управляющие и страховые компании могут стать для проекта каналом продаж массовой аудитории». Роман Титов также обращает внимание на то, что разработка «Инжиматика» позволяет осуществить «коллективный» подход к контролю за состоянием коммуникаций многоквартирного дома, а это снижает затраты на предотвращение рисков аварий.
В конечном итоге многое будет зависеть от готовности жильцов платить за эту «страховку» от заливов. «Для этого люди должны что-то потерять», — вздыхает Юрий Сакуненко.
Проблема еще в том, что если на Западе развита страховая система как жилья, так и общественных зданий, и учреждения вроде хранилищ, музеев, библиотек должны иметь охранные системы, сигнализирующие о протечках, — иначе их просто не застрахуют, то у нас ситуация иная.
Кабели умнеют
«Инжиматик» продолжает разработки, у компании уже девять патентов и целое «семейство» умных кабелей и датчиков, различных модификаций гидросенсорного кабеля — в том числе для сельского хозяйства (кабельные агросенсорные влажности почвы) и нефтегазовой промышленности (мониторинг влажности газа и образования конденсата внутри труб). Например, углеводородосенсорный кабель «Инжиматика» обнаруживает утечки бензина в 60 раз быстрее зарубежных аналогов.
Создан также мультисенсорный кабель, позволяющий получить информацию о фактическом начале процедуры пожаротушения (понять, сработал ли спринклер — распыляющая форсунка). В то же время он может дублировать работу датчиков перегрева и пламени при возникновении пожара. Как считают в «Инжиматике», возможности мультисенсорного кабеля могут быть востребованы в промышленности — на АЭС, взрывоопасных химических производствах, автономных энергетических установках.
Кроме того, инженеры работают над 4D-кабелями, которые смогут учитывать не только пространственные, но и временные параметры: определять размеры протечек и контролировать их развитие во времени. Как говорит Юрий Сакуненко, у этой разработки абсолютная мировая новизна.
По мнению Никиты Кузнецова, сегодня очень велика потребность в датчиках и сенсорах, связанных с такими системами, как «умный дом» и «умный город» (у «Росатома» есть программа по «умным городам»). Да и сами разработчики считают, что наиболее привлекательное применение для их кабелей и датчиков — это системы «Умный дом». «“Умный дом” — это не пространство, где производятся миллионы вычислений, дающие “картинки” от традиционных датчиков, — утверждает Юрий Сакуненко. — Это пространство в первую очередь “умных” — интеллектуальных датчиков (сенсоров). Они позволяют расширить реально контролируемый круг событий». Другое высокотехнологичное применение продукции «Инжиматика» — дата-центры. «В рамках мини-гранта от “Сколково” они провели дополнительные исследования и получили неплохие результаты по работе с деионизированной водой, — говорит Никита Кузнецов. — Их кабель может ее детектировать, хотя она сама электропроводимая. А деионизированная вода — основа системы охлаждения всех дата-центров».
Если говорить только о бизнесе, а не об изобретательстве, то в «Инжиматике» с большим оптимизмом смотрят на другое направление своих разработок — термоинтерфейсы (используются для охлаждения электронных устройств). Это изобретение, скорее всего, будет внедрено быстрее, тем более что к нему проявляют интерес иностранные игроки. А с кабелями сложнее. На предприятиях, которые внедряют системы сигнализации, уже есть готовые решения, и их трудно убедить сменить поставщиков, что-то изменить в системе. Нелегко прийти «с улицы» и в нефтегазовую отрасль. «У нас в компании три-четыре направления деятельности — это и хорошо, и плохо, — рассуждает Юрий Сакуненко. — К сожалению, они мало связаны между собой. Но жалко бросать что-то одно, ведь мы уже придумали основу. Нужно теперь с кем-то объединяться, чтобы внедрить наши разработки». Сдаваться ученые не намерены: сейчас получают американский патент на паро-гидросенсорный кабель.
Фотографии предоставлены компанией
Хочешь стать одним из более 100 000 пользователей, кто регулярно использует kiozk для получения новых знаний?
Не упусти главного с нашим telegram-каналом: https://kiozk.ru/s/voyrl