Je tomu přes 20 let, kdy byla poprvé objevena Velká tichomořská odpadková skvrna (The Great Pacific Garbage Patch). A bylo to právě v září loňského roku, kdy byla vypuštěna vůbec první čisticí technologie – System 001, projekt, jenž je především veřejně financován v rámci neziskové organizace The Ocean Cleanup. Během testování Systemu 001, který nese přídomek Wilson, se některá očekávání naplnila. Další však nikoliv. 

Veřejnost byla zejména skrze sociální sítě seznámena se skutečností, že System 001 musel být v lednu z důvodu závady na struktuře odtažen na Havaj k opravě. Společnost The Ocean Cleanup o tři měsíce později publikovala výsledky rozboru Systemu 001 a analýzy dat, která zařízení poskytlo během ostrého testu a této nucené „odstávky“. 

Protože se jednalo o první prototyp, tým vývojářů a inženýrů v čele s Boyanem Slatem, kteří se podíleli na vzniku Wilsona (své jméno dostal od fanoušků během bleskové kampaně na twitteru), vypouštěli toto zařízení s určitou nejistotou, již si museli připustit. Všichni věděli, že až teprve ostré testy přinesou přesná data. 

Zlom

I přesto, že prvnímu představení Systemu 001 předcházela řada důkladných simulací a matematických predikcí, ostrý provoz v drsných podmínkách uprostřed Pacifiku jej, lidově řečeno, slušně pocuchal. A sice na konci prosince se vlivem únavy materiálu na jedné straně 600 metrů dlouhého zařízení odlomila 18metrová část. Tento incident donutil vývojáře k jeho okamžitému stáhnutí do přístavu Hilo na Havaji a zahájení oprav. 

Vývojáři začali vyšetřovat hlavní příčinu přelomení. Původní predikce týkající se uchycení stabilizátorů se nepotvrdily, a tak se zaměřili na rybinové spoje, jež jsou přivařené k hlavnímu tělu Wilsona (trubicový plovák vyrobený z polyethylenu vysoké hustoty). Ty drží norné záchytné stěny. Bylo zjištěno, že z důvodu vysokého zatížení v místě mezi dvěma sváry držícími tento spoj vznikla počáteční prasklina. Ta posléze dále v materiálu expandovala, až došlo k úplnému odlomení. Strojní inženýry by mohl zajímat změřený údaj koncentrace pnutí v „epicentru“ zlomu, který činil až 24 MPa. 

Takto vysoké pnutí, které cyklicky vznikalo ve stěně plováku, posléze výrazně zkrátilo trvanlivost použitého materiálu. Převážně pak koncové části Wilsona odolávaly vyšší pohyblivosti. A ta byla paradoxně nechtěně zvyšována váhou rámů stabilizátorů. Kombinace hlavně těchto činitelů vedla právě k odlomení koncového dílu od systému. 

Slat v doprovodném videu publikovaném na stránkách společnosti a na YouTube, jež obsahově rozšiřuje výše zmíněnou analýzu z konce března, tuto závadu popisuje následovně: „I přesto, že problém týkající se potíží v konstrukci systému si získal většinu pozornosti médií a veřejnosti, tohle byl vlastně ten jasný a jednoduchý oříšek, který se týká únavy materiálu. Podobné výzvy byly při vývoji prvních železnic či letadel. A momentálně jim čelíme i u první technologie na čištění oceánů.“ 

(Ne)retenční schopnost

 „Na druhou stranu,“ říká Slat, „fungování takového systému je naprosto něco jiného a extrémně komplikovaného. A porozumění, proč nedokázal zadržet plovoucí odpad, je mnohem více zapeklitý problém.“

Čili velkým zklamáním pro celý tým muselo být, když bylo odpozorováno, že i přesto, že byl Wilson schopen plast nahromadit, nedokázal jej udržet na jeho (žádané) konkávní straně. A co víc? Plovoucí smetí bylo spatřeno, jak přiléhá i k vnější (konvexní) straně. 

„V takto chaotickém prostředí čelíte vlnám, větru, proudům, respektive různým druhům vln a proudů. Jedná se o obrovské měřítko odlišných účinků, jimiž oceán ovlivňuje chování systému a plovoucího odpadu. Jde o jakýsi obrovský ,bazén‘ chaosu. A z takového ,šumu‘ nyní musíme vydestilovat nějaký druh signálu, který by nám ukázal správný směr,“ dodává Slat.

Zevrubněji je popsáno, že například se velmi málo ví o profilu rychlosti „průtoků“ vertikálních větrů vyskytujících se bezprostředně nad hladinou či mezi vlnami. Rychlost větrů v tak nízké poloze zpravidla není moc relevantní pro většinu technologií, které brázdí vody světových oceánů. Odtud tedy vyplývá, že neexistují prakticky žádná relevantní měření (a data), jež by pomohla upravit Wilsonovu pohyblivost vůči plovoucímu odpadu. Podobná situace se týká rychlosti proudů v prvním půlmetru od vodní hladiny, kde pobývá většina plastu.

Čili z důvodu dostatečně efektivního fungování systému je potřeba, aby dokázal zadržet nasbíraný odpad po dobu několika týdnů či měsíců. Pokud si představíme situaci, že by v Pacifiku mohla být celá flotila Wilsonů (každá jednotka pravděpodobně ponese jiné jméno), je klíčové, aby jejich retence fungovala dokonale, protože na tak velké ploše bude samotný sběr odpadu a jejich následné resetování časově náročné. 

Porovnáním původních predikčních simulací a dat získaných z ostrého testu se přišlo na to, že se, jednoduše popsáno, Wilson prostě nedokázal pohybovat rychleji než plovoucí odpad. Jinými slovy se plast pohybuje rychleji, než se předpokládalo. Wilsona tak čekají konstrukční modifikace, které tyto zásadní nedostatky eliminují.

Ty dobré zprávy

Pokud se vezme v úvahu, že ve vodách Pacifiku někdy vládnou až zuřivé podmínky, tvarová konfigurace systému ve tvaru písmene U zůstala nepozměněna po celou dobu mise. Dalším pozitivním zjištěním bylo, že se Wilson sám dokázal natáčet a orientovat podle větru. Aby dobře plnil svoji funkci, je nezbytné, aby jeho konkávní strana byla konstantně natočené ve směru pohybu. I přes výše zmíněné zjištění, že zachycený plast měl v převážné většině tendence zase uniknout, Wilson je schopen plastický odpad celkem efektivně shromažďovat. 

Ochrana mořského života je prioritou projektu, jež je i hlavní téma skeptiků vystupujících proti němu. Mořští biologové z týmu The Ocean Cleanup a externí experti potvrdili, že během ostrých testů nebylo pozorováno, že by Wilsonova mise vykazovala negativní impakt na okolní faunu a flóru. 

Upgrade

V těchto dnech se finišují práce na upgradu designu a systém se připravuje k opětovnému vypuštění. Wilson tak dostal označení System 001/B, které demonstruje řadu modifikací. Podívejme se na ty nejdůležitější.

Životaschopnost je klíčová k přežití v divokých podmínkách Pacifiku. Rybinové spoje, jež byly příčinou přelomení, byly zcela odstraněny a norná stěna je posunuta více dopředu ve směru pohybu. Ukotvení je provedeno za pomocí ocelových lan a smyček. Tím se eliminovala nezbytnost svařování v celé délce těla. Původně těžší měřicí a monitorovací přístroje se vyměnily za menší a lehčí, což vedlo k úplnému odstranění stabilizátorů. Tyto dvě hlavní modifikace by měly nyní zajistit vyšší Wilsonovu odolnost vůči vrtochům Pacifického oceánu. 

Druhým hlavním problémem byl pohyb při sběru. „Hledání řešení tohoto problému se ukázalo být tak trochu ošemetné,“ říká Slat. Přišlo se na to, že není vlastně moc důležité, jestli se Wilson pohybuje pomaleji, nebo rychleji než plovoucí odpadky. Klíčové je, aby byl pohyb konstantní. Ten se vývojáři pokusí zajistit odolnými nafukovacími bójemi. Ty jsou umístěny vpředu za účelem jej táhnout za sebou, mezitím co budou poháněny větrem. Tým si ale nechal v rukávu i plán B, pokud by bóje selhaly. V záloze zatím dřímá tzv. mořská kotva (sea anchor) o průměru 20 metrů. Což je v podstatě podvodní „padák“, který by měl Wilsona natáčet a zpomalovat, aby plast měl šanci vplout do záchytné zóny. 

V neposlední řadě verze System 001/B je menší a více modulární. To především umožňuje provádět modifikace přímo na místě bez nutnosti ho táhnout zpět k pobřeží. Tým vývojářů se v následujících týdnech chystá Wilsona odtáhnout zpět na oceán a zahájit druhou misi.

Myslíte si, že má poslání projektu The Ocean Cleanup smysl? Pokud ano a chcete tomuto smělému plánu pomoci, můžete tak učinit například formou peněžního daru přímo na jejich stránkách

Z důvodu dostatečně efektivního fungování systému je potřeba, aby dokázal zadržet nasbíraný odpad po dobu několika týdnů či měsíců

Ochrana mořského života je prioritou projektu