Ústav geoniky AV ČR, v. v. i.

ÚSTAV GEONIKY je jediným pracovištěm Akademie věd ČR v Moravskoslezském kraji, jeho hlavní sídlo je v Ostravě. Působí v oblasti věd o Zemi a pro výzkum geomateriálů a procesů souvisejících s lidskou činností v zemské kůře využívá nejen geovědy, ale i fyziku, chemii, matematické modelování ad. Výzkum je motivován potřebou rozvoje a inovací při těžbě nerostných surovin a podzemního stavitelství. Jde také o vývoj nových geotechnologií a řešení environmentálních problémů, například podzemního ukládání vyhořelého jaderného paliva či podzemního ukládání CO₂.

Výzkumné zaměření lze charakterizovat slovem geonika, které není zcela obvyklé, ale postihuje široký výzkumný záměr ústavu. Ústav má šest vědeckých oddělení.

Oddělení laboratorního výzkumu geomateriálů

(vedoucí prof. Ing. Petr Martinec, CSc.) se orientuje na výzkum materiálů zemské kůry (složení, vlastnosti) a jejich interakce s prostředím – reakce hornin při působení fyzikálních a fyzikálněchemických procesů. Věnuje se také geologii uhelných pánví, mechanice hornin včetně proudění kapalin a plynů v horninách, mineralogii, petrografii a uhelné petrologii. Velmi rozvinuté jsou metody digitálního zpracování a analýzy obrazu, které mají značné aplikační možnosti jak v mikroskopickém (kvantitativní analýza mikroskopických obrazů), tak v makroskopickém měřítku (kvantifikace geologických informací). Termická a termomechanická analýza minerálů a hornin nalézá uplatnění při výzkumu geotermálních procesů a podzemních úložišť.

Oddělení geomechaniky a báňského výzkumu

(vedoucí RNDr. Lubomír Staš, CSc.) zkoumá procesy v horninovém masivu při působení přirozených i antropogenních vlivů. Řada úloh hlubinného dobývání ložisek, podzemního ukládání odpadů či podzemního stavitelství potřebuje znát napěťové a deformační stavy horninového masivu. Oddělení proto zkoumá skutečné napěťové pole v masivu a jeho změny metodou hydroporušování, nově kuželovou sondou, která umožňuje vyhodnocovat celý tenzor napětí měřením v jediném vrtu. Tato sonda byla vyvinuta ve spolupráci s japonskou univerzitou v Kumamoto. Oddělení také využívá geomechanický monitoring a analyzuje stabilitní stavy na základě měření i výpočtů. Velké možnosti nabízí výzkum zpevňování a cílené úpravy vlastností horninového masivu zejména chemickými injektážními médii, svorníkováním a kotvením. Studium vlastností injektážních médií a vznikajících geokompozitů zahrnuje mechanické vlastnosti i propustnost. V této oblasti byly s úspěchem využity i nové metody rentgenové počítačové tomografie.

Oddělení dezintegrace materiálů

(vedoucí Ing. Josef Foldyna, CSc.) studuje procesy dezintegrace horninových, stavebních a dalších materiálů vysokorychlostním vodním paprskem. Okrajově řeší i problematiku rozpojování hornin mechanickými nástroji, stanovení rozpojitelnosti a abrazivnosti hornin. Zaměřuje se především na intenzifikaci účinků vysokorychlostního vodního paprsku s použitím nových abrazivních materiálů a s využitím pulzního paprsku. Studuje dynamické projevy pulzujícího proudu vody, definuje zákonitosti procesu buzení a šíření vysokofrekvenčních tlakových pulzací v kapalině a jejich využití ke generování vysokorychlostních pulzujících vodních paprsků. Originální vysoce efektivní způsob akustického generování pulzací kapalinového paprsku je chráněn českým patentem a je přihlášen k patentování v Evropě, USA a Japonsku.

Oddělení geofyziky

(vedoucí doc. RNDr. Zdeněk Kaláb, CSc.) se soustřeďuje na studium vybraných fyzikálních polí a jejich projevů v horninovém masivu a na pozorovací činnost. Především sleduje seizmický režim severní části moravsko-slezského regionu, interpretuje a modeluje projevy indukované seizmicity. Jedním ze současných hlavních cílů je zkoumat chování konstrukcí a staveb vystavených nestacionárnímu dynamickému zatížení technickou seizmicitou, například seizmicitou indukovanou důlní činností.

Oddělení aplikované matematiky a informatiky

(vedoucí doc. RNDr. Josef Malík, CSc.) provádí výzkum motivovaný matematickým modelováním mechanických a tepelných procesů v geologickém prostředí a procesů proudění. Vznikají výpočetně velmi náročné matematické modely, a proto se v oddělení rozvíjejí speciální numerické metody a vlastní software. Pracoviště je průkopníkem paralelních výpočtů v ČR a je zapojeno do mezinárodní spolupráce. Pod vedením prof. R. Blahety byly řešeny projekty EU High Performance Computing in Geosciences, Parallel Computing in Geosciences s centrem UPPMAX v Uppsale, od r. 2008 se pak ústav včetně oddělení angažuje v projektu DECOVALEX (problematika podzemního ukládání jaderného odpadu) s partnery z osmi států Evropy, Japonska, Koreje a Číny. Další výsledky oddělení souvisejí například s technikami homogenizace použitými jak pro modelování svorníkové výztuže, tak pro analýzu chování visutých mostů.

Oddělení environmentální geografie

(vedoucí RNDr. Karel Kirchner, CSc.) sídlí v brněnské pobočce v sousedství vily Tugendhat. Pomocí terénního výzkumu a metod regionální geografie komplexně studuje vztahy mezi přírodními a společenskými procesy a jevy v krajině. Výzkum je rozdělen do tří okruhů zahrnujících životní prostředí v urbánních regionech různého typu, životní prostředí v rurálních, zvláště marginálních regionech a environmentální rizika a souvislosti. Zde jsou výzkumné aktivity zaměřeny na studium environmentálních rizik v krajině a jejich ekologické a geoekologické následky (geografii přírodních extrémů – povodní, svahových pohybů) a na environmentální dopady výstavby a provozu velkých technických děl.