Zamiatarki – komunalny niezbędnik

Zamiatarka uliczna Dulevo 6000 CNG ma silnik zasilany gazem ziemnym – ten kompaktowy, cichy i wygodny pojazd wyznacza również nowy standard pod względem komfortu operatora ze względu na minimalny poziom hałasu w kabinie. Maksymalna szerokość zamiatania (szczotka centralna, szczotki boczne i szczotka dodatkowa) wynosi 3500 mm, wydajność zamiatania sięga 105 000 m2/h. Wyłącznym polskim dystrybutorem zamiatarek DULEVO jest firma HEWEA (fot. Dulevo)

Asortyment zamiatarek dostępnych na rynku rozciąga się od małych samojezdnych zamiatarek kompaktowych po ciężkie zamiatarki samochodowe, przeznaczone do wydajnego oczyszczania dużych powierzchni.

Zamiatarka samojezdna to kompaktowa zamiatarka ze specjalnie zaprojektowanym podwoziem, w którym zintegrowane są jej elementy. Zamiatarka samochodowa to maszyna zamontowana na stałe lub z możliwością demontażu na podwoziu samochodu ciężarowego.

Zamiatarki samochodowe o większej objętości zbiornika przeznaczone są głównie do oczyszczania autostrad, dróg lokalnych oraz większych parkingów czy ciągów komunikacyjnych i powierzchni w zakładach przemysłowych. Zamiatarki o mniejszej objętości zbiornika i rozmiarach przeznaczone są do czyszczenia ulic, stref dla pieszych, chodników, ścieżek rowerowych, parkingów, targowisk czy zakładów przemysłowych. Główną cechą tego rodzaju zamiatarek jest zwrotność. Zamiatarki dołączane do innych pojazdów (np. ciągnięte przez traktor czy ciężarówkę) mogą być używane do podobnych zastosowań, jak wspomniano wyżej.

Schmidt AS 660 to wydajna zamiatarka ze zbiornikiem o pojemności 7 m3 i maksymalnej szerokości zamiatania 3500 (wariant podwójny) doskonale dostosowana do warunków roboczych panujących na lotniskach. Dzięki wyposażeniu w tylną instalację ssawną o dużej mocy ssania zamiatarka AS 660 zapewnia bezproblemowe usuwanie liści i brudu oraz cieczy, jak woda lub glikol, z pasów startowych z prędkością zamiatania przy pracy ciągłej do 20 km/h (fot.Aebi Schmidt)

Zamiatarka − narzędzie wszechstronne
Zamiatarki wykonują różnorodne zadania. Jest to przede wszystkim mechaniczne oczyszczanie jezdni,  chodników czy ścieżek rowerowych na całej powierzchni wraz z obrzeżami (krawężnikami), a także mycie powierzchni wodą pod ciśnieniem czy mechaniczne polewanie (zraszanie) jezdni. W zakres możliwości wchodzi również oprysk herbicydami krawężników, opasek przykrawężnikowych, wysp i pasów dzielących jezdnie oraz innych elementów ulic. Są też prace związane z usuwaniem i wywozem punktowych zanieczyszczeń z ulic i chodników, a także neutralizacja i usuwanie plam olejów, płynów eksploatacyjnych i innych substancji. W okresie zimowym zamiatarki mogą pomagać uporać się z zalegającym na powierzchni śniegiem i lodem.

Zazwyczaj pojazdy realizujące oczyszczanie ulic pracują w porze nocnej z uwagi na mały ruch i brak utrudnień –  w wielu umowach na wykonanie tych usług znajdziemy zastrzeżenie, że prace te powinny zostać zakończone o określonej porze, dotyczy to w głównej mierze porannego szczytu komunikacyjnego. Wybór nocnej pory sprzątania wynika również z wielkości wykorzystywanych maszyn oraz z niewielkiej prędkości, z jaką odbywają się czynności sprzątające. Późne godziny nocne zapewniają niemal brak ruchu i utrudnień dla ekipy sprzątającej, co byłoby niemożliwe w trakcie dnia. Same prace podlegają dozorowi i zazwyczaj są monitorowane przez system GPS i kontrolerów.

Hako Citymaster 1650 to nowa zamiatarka chodnikowa w klasie do 3,5 t z bogatymi możliwościami instalowania dodatkowego osprzętu, napędzana silnikiem wysokoprężnym HATZ Stage V; model 1650, jak wszystkie pojazdy z rodziny Citymaster, ma certyfikat EUnited PM 10 i PM2,5 (fot. Hako Polska)

Sporo wymagań do spełnienia
Przedsiębiorstwa zajmujące się oczyszczaniem ulic i chodników są zobowiązane do używania takiego sprzętu, który nie ma niekorzystnego wpływu na jakość wykonywanych prac oraz nie powoduje uszkodzeń oczyszczanych nawierzchni. Wykorzystywany sprzęt powinien być utrzymywany w należytym stanie technicznym, w gotowości do pracy oraz zgodny z normami ochrony środowiska i przepisami dotyczącymi jego użytkowania. Zamiatarki powinny mieć również jak najwyższą odporność na czynniki zewnętrzne. Ich działanie nie powinno być zakłócone przez wodę, oleje, tłuszcze roślinne i zwierzęce lub środki chemiczne nawet w najbardziej ekstremalnych warunkach.

Podstawowym materiałem wykorzystywanym przy oczyszczaniu (polewaniu, zmywaniu) nawierzchni jest woda, przy czym niewskazane jest stosowanie wody z widocznymi zanieczyszczeniami: śmieciami, roślinnością wodną, odpadami przemysłowymi, kanalizacyjnymi itp. Podczas wykonywania prac polegających na usuwaniu plam olejów, płynów eksploatacyjnych i innych substancji z ulic dopuszcza się stosowanie sorbentów pochodzenia organicznego, pochodzenia nieorganicznego oraz pochodzenia chemicznego. W ich wyborze należy kierować się właściwościami praktycznymi w zależności od neutralizowanej substancji, np. ich chłonnością oraz pływalnością. Z kolei podczas wykonywania oprysków zaleca się zastosowanie herbicydów – środków chemicznych, chwastobójczych, biodegradowalnych, dopuszczonych do używania na terenach miejskich.

Zamiatarka eSwingo 200+ to pierwsza w pełni elektryczna zamiatarka kompaktowa firmy Schmidt, przeznaczona do codziennych prac porządkowych zarówno na chodnikach i ścieżkach rowerowych w centrach miast, jak i na terenach przemysłowych lub w obiektach parkingowych. Zamiatarka eSwingo 200+ zapewnia oszczędność do 85% kosztów energii oraz do 70% kosztów utrzymania w porównaniu z modelem wyposażonym w silnik wysokoprężny (fot. Aebi Schmidt)

Zero emisji i minimum hałasu? Na razie nieobowiązkowo
Rozwój zamiatarek koncentruje się na ewolucyjnym podnoszeniu skuteczności filtracji, wydajności oczyszczania oraz ograniczaniu negatywnego wpływu na środowisko. Bardziej ogólnym celem jest rozwój produktu w harmonii z otoczeniem, zmniejszanie zużycia paliwa (energii) i optymalizacja zasobów. Wiąże się to z przechodzeniem na paliwa i napędy alternatywne w ramach trendu związanego z dekarbonizacją środków transportu.

Co ciekawe, w Polsce w znowelizowanej pod koniec ubiegłego roku ustawie o elektromobilności i paliwach alternatywnych  (Dz.U. z 2 grudnia 2021 r. poz. 2269) czytamy, że gminy i powiaty nie muszą stosować wymogu 10-procentowego udziału pojazdów napędzanych alternatywnie we flocie wykorzystywanej do wykonania zadań publicznych, jeżeli związane są one z obowiązkiem letniego lub zimowego utrzymania dróg, polegającym na mechanicznej metodzie oczyszczania jezdni ulic, w szczególności na zamiataniu i zmywaniu oraz zapobieganiu i zwalczaniu śliskości zimowej, w tym gołoledzi i usuwaniu śniegu (Art. 68 pkt. 3). Wniosek: na razie, z ustawowego punktu widzenia, nie ma znaczenia, czy zamiatarka będzie napędzana przez silnik spalający olej napędowy, gaz CNG czy też przez silnik elektryczny.

Istotnym trendem rozwojowym jest również zmniejszanie poziomu hałasu pracującej zamiatarki. Jest to korzyść nie tylko dla osób przebywających w jej pobliżu, ale także dla osób, które ją obsługują. Kierowcy  operatorzy mogą dzięki temu pracować w komfortowych, czystych i cichych warunkach. Średni poziom dźwięku emitowanego przez zamiatarkę ssącą wynosi około 75 dB. Jest to już na tyle duży hałas, że może być negatywnie odbierany w otoczeniu pracującej maszyny. Największym źródłem hałasu zamiatarki jest zwykle turbina ssąca (ssawa): im większy strumień powietrza przepływający przez ssawę, tym głośniejszy hałas. Drugą przyczyną hałasu generowanego przez zamiatarkę jest silnik. Im wyższa jego prędkość obrotowa, tym głośniejsza praca. Emisja hałasu rośnie, jeśli zamiatarka wyposażona jest w dwa silniki: trakcyjny i napędzający jej mechanizmy robocze.

Model D.zero² to pierwsza całkowicie elektryczna zamiatarka uliczna wyprodukowana przez firmę Dulevo. Dzięki innowacyjnej, ekologicznej technologii, wydajności i kompaktowym rozmiarom doskonale odpowiada na potrzeby miast i gmin, które chcą inwestować w jakość życia swoich mieszkańców. Wydajność zamiatania to 25 200 m2/h (33 600 m2/h w przypadku modelu D.zero2Plus), zasilanie zapewniają akumulatory o pojemności 600 Ah (800 Ah) (fot. Dulevo)

Walka z cząstkami stałymi
Coraz częściej nabywcy nowych zamiatarek chcą, aby ich producenci udostępniali  informacje na temat emisji cząstek stałych, a niektóre organizacje europejskie zaczęły opracowywać procedury testowe do pomiaru stężenia cząstek stałych wokół pracującej zamiatarki drogowej. Również producenci zostali poproszeni o przeprowadzenie wielu różnych testów pozwalających na określenie emisji cząstek przez zamiatarki. W 2007 r. organizacja EUnited Municipal Equipment, która reprezentuje głównych europejskich producentów mobilnego sprzętu komunalnego, w tym zamiatarek drogowych, wprowadziła swój system certyfikacji emisji cząstek stałych PM10.

Początkowo wyniki testów były niezadowalające, jednak większość modeli zamiatarek drogowych została certyfikowana. W 2012 r. wprowadzono nową procedurę testową, która weszła w życie na początku 2013 r. i obejmuje również pomiar emisji cząstek PM2,5. Test odbywa się w kontrolowanym środowisku, aby wykluczyć wpływ pogody. Zamiatarki czterokrotnie pokonują zdefiniowany tor testowy w „realistycznych” warunkach pracy. Mierzy się stężenia cząstek w powietrzu podczas zamiatania określonego materiału testowego oraz skuteczność usuwania zanieczyszczeń. Test pozwala na użycie wody do stłumienia pyłu.

Aby uzyskać co najmniej jedną umowną gwiazdkę (punkt), zamiatarka musi przekroczyć minimalną skuteczność odpylania i zmniejszenie stężenia pyłu PM10 w powietrzu. W przypadku dwóch gwiazdek stężenie w powietrzu po teście musi być, przy danej skuteczności zbierania pyłu, co najmniej o jedną trzecią poniżej określonego maksymalnego stężenia, a dla trzech gwiazdek co najmniej o dwie trzecie poniżej określonego maksymalnego stężenia.

Do końca kwietnia 2014 r. przetestowano ponad 60 produkowanych wówczas zamiatarek 24 producentów (było to wówczas ok. 30% rynku UE) – praktycznie wszystkie uzyskały trzy gwiazdki (EUnited, 2013). Po przeprowadzeniu tych badań niektórzy producenci sugerowali, że procedura testowa nie jest skuteczna w rozróżnieniu wydajności eliminacji PM10 przez różne maszyny, test nie pozwala również na określenie związku między zmierzonymi stężeniami PM10 a ilością wody zużytej przez zamiatarki podczas testu. Mimo to w marcu 2015 r. procedura testowa została przyjęta jako norma europejska.

Firma Brock Kehrtechnik, której produkty w Polsce oferuje spółka Dobrowolski, ma w swojej ofercie zamiatarkę specjalną VS14. Ten „potwór” ma zbiornik o pojemności 14 m3, zabiera 10 000 litrów wody, a szerokość zamiatania to 5,5 m. Wyposażona w różne dodatkowe funkcje, wodę pod wysokim ciśnieniem, odsysanie piasku z tyłu itp., zamiatarka ma również kamerę 360° i oświetlenie LED wokół maszyny (fot. Brock Sweepers)

„Myślące” zamiatarki oszczędzają energię
W zamiatarkach drogowych głównymi narzędziem roboczym jest zmienna liczba obrotowych szczotek, których zadaniem jest zebranie zanieczyszczeń z powierzchni. Układ podciśnieniowy lub przenośnik taśmowy przenoszą zebrane śmieci do wewnętrznego zasobnika na odpady. Szczotki, dysze zasysające lub pas transmisyjny pracują z różnymi ustawieniami, takimi jak nacisk na nawierzchnię, prędkość obrotowa, podciśnienie, prędkość przesuwu pasa transmisyjnego. Każde z tych ustawień jest dostosowywane do określonego rodzaju śmieci, aby uzyskać najlepszą wydajność – konieczne jest zatem precyzyjne sterowanie. Ponadto elementy te są często bardzo energochłonne, ponieważ czyszczenie silnie zanieczyszczonych nawierzchni drogowych może wiązać się z dużymi naciskami i prędkościami. Oprócz układu napędowego pojazdu te narzędzia czyszczące są najbardziej pochłaniającymi energię częściami zamiatarek drogowych. Wszystkie wspomniane systemy są napędzane przez silnik spalinowy lub elektryczny.

W każdym przypadku rutynowe czyszczenie (prowadzenie pojazdu po mieście) jest wykonywane przez człowieka, a typowy scenariusz użytkowania to ośmiogodzinny dzień roboczy. Szczególnie w przypadku zamiatarek elektrycznych wiąże się to z pewnymi ograniczeniami związanymi z dostępnością energii zgromadzonej w akumulatorach pojazdu, ponieważ w idealnym przypadku powinno być możliwe wykonanie całodziennej pracy bez ich doładowywania (tankowania w przypadku silnika spalinowego). Innym problemem związanym z zamiatarkami pracującymi w trudnych, rzeczywistych warunkach jest zużycie ich komponentów.

Na szczęście większość problemów związanych z wydajnością energetyczną można rozwiązać dzięki dokładnemu działaniu narzędzi czyszczących. Pierwszą procedurą oszczędzania energii i obniżania zużycia komponentów jest przerwanie czyszczenia, gdy na trasie nie ma żadnych śmieci. Inne opcje oszczędzania energii to stosowanie mniejszego nacisku szczotki w przypadku „lekkich” zanieczyszczeń (np. zbieranie liści) w przeciwieństwie do trudniejszych odpadów (np. butelki, błoto). Obie te propozycje są niestety pozostawione w gestii operatora zamiatarki, który niezależnie od jego poziomu wyszkolenia musiałby poświęcić dużo uwagi zadaniom precyzyjnej regulacji, co z kolei może powodować mniej uważne prowadzenie pojazdu. Zwykłą konsekwencją jest to, że często zamiatarki działają po prostu przy ustawieniach maksymalnej wydajności: zawsze włączone/pełne czyszczenie, marnując energię, pieniądze oraz wytwarzając dodatkowe odpady, hałas i zanieczyszczenia.

Wykorzystanie algorytmów sterowania automatycznie dostosowujących poszczególne parametry pracy zamiatarki byłoby cenne zarówno z ekonomicznego, jak i ekologicznego punktu widzenia. Zadanie jest jednak na tyle skomplikowane, że konieczne okazuje się wykorzystanie w tym celu systemów sztucznej inteligencji (SI) zamontowanych na pokładzie pojazdu, zdolnych dzięki kamerom (oczyo) i sieci neuronowej (mózg) do poprawnej identyfikacji każdego pojedynczego kawałka śmieci napotkanego na ulicach (liście, papier, żwir, butelki, niedopałki papierosów itp.). Ponadto system sterowania wsparty metodami SI byłby w stanie konwertować lokalizacje śmieci ze współrzędnych obrazu na współrzędne rzeczywistego świata 3D i usuwać zanieczyszczenia automatycznie za pomocą elementów zbierających (szczotki i podciśnienie).

Autonomiczna zamiatarka kompaktowa Bucher CityCat 2020ev toruje drogę do autonomicznego sprzątania ulic w miastach. Dzięki zupełnie nowym zamiatarkom Bucher CityCat V20e i CityCat VS20e Bucher Municipal jest jedynym producentem produkującym seryjnie elektryczne zamiatarki drugiej generacji wyposażone w zoptymalizowaną architekturą osprzętu i oprogramowania wspierającą autonomiczną jazdę i zamiatanie (fot. Bucher Municipal)

Czas na autonomizację
Innym równie interesującym kierunkiem rozwoju zamiatarek drogowych jest ich autonomizacja. Autonomiczna technologia czyszczenia ulic może poprawić wydajność operacji i zoptymalizować użytkowanie dróg. W tej dziedzinie niedawno został osiągnięty kamień milowy: ENWAY, berliński producent oprogramowania autonomicznych pojazdów użytkowych, szwajcarski producent zamiatarek Bucher Municipal i inni partnerzy opracowali autonomiczną zamiatarkę, która w styczniu 2021 r. została zatwierdzona do użytku na drogach publicznych w Singapurze. Konstrukcja autonomicznej zamiatarki Donner o pojemności 2 m³ bazuje na odnoszącej sukcesy elektrycznej zamiatarce serii CityCat 2020ev firmy Bucher Municipal. Zamiatarka autonomiczna jest zdalnie monitorowana za pośrednictwem centrum teleoperacji, w którym wyznaczane są trasy i czasy czyszczenia i w razie potrzeby dostosowywane do bieżących warunków. Próby na drogach publicznych prowadzone są w sposób progresywny – docelowo autonomiczna zamiatarka Donner będzie oczyszczać ulice równolegle do codziennego ruchu.

Autor: Dariusz Piernikarski

Egholm City Ranger 3070 to kompaktowa maszyna użytkowa do całodziennej konserwacji dużych obszarów zewnętrznych. Wielofunkcyjne zastosowanie, system Quick-shift do szybkiej zmiany osprzętu, pojemność zbiornika 1 m3, wysoka zwrotność i optymalny komfort operatora to tylko niektóre z unikatowych cech City Ranger 3070; maszyny te dystrybuuje w Polsce m.in. firma eco-clean (fot. Egholm)