Nadšení učitele tavilo železo

“V řadě přírodních národů byli kováři a kuchaři - metalurgové, trochu kasta, byli jako šamani. Při tavení dochází k transformaci hmoty, přeměně kvality. Věřilo se, že přeměnou hmoty se věc mění nejen fyzicky, ale také se mění duchovně ten, kdo jí přeměňuje.” 

Marek Matura je již dvanáct let učitelem geologie a chemie na Gymnáziu Přírodní škola. Toto gymnázium taktéž vystudoval. Na Expedici je vedoucím skupiny, která se zabývala tavbou železa v jílové peci a průzkumem určitých geologických lokalit.

 Jak vznikl nápad na geologické téma, kterému se věnujete se studenty v letošním roce?
Přemýšlel jsem, jak se dále věnovat na Expedici geologii. Už dvakrát jsme se v Ralsku věnovali průzkumu starých dobývek železné rudy. Zdálo se mi zbytečné to opakovat. V primě máme nyní studenta Vojtu, jehož táta je geolog. Poprosil jsem ho tedy, zdali by nám nepomohl najít námět. Tak vznikl nápad s mapováním vzniku geomorfologie určitých útvarů. Tavba železné rudy mě napadla v souvislosti s místními dobývkami. Navíc experimentální tavba by mohla být zajímavá i pro spolupráci s Geoparkem Ralsko, který vzniká. Oni by pak pec mohli využít pro exkurze. Zároveň jsem to chtěl realizovat tak, abychom pořádně zaznamenali a zdokumentovali všechny údaje během tavby. Pec jsme stavěli už v dřívějších letech., ale záznamy o tom jsme příliš nevedli, takže letos jsem na začátku zjistil, že jsem vlastně opět začátečník. Ačkoli jsem já zvolil témata, žáci o tom museli hodně přemýšlet sami, protože jinak by je to nechytlo.

Shrnul byste pro nás celý proces tavby?
V zásadě jde o to, že se postaví malá redukční pec, která je napodobenina toho, co se ve středověku a starověku používalo k získávání železa. Musí se sehnat žáruvzdorný materiál, vědět jak ho přichystat. Suchý organický materiál, ze kterého se staví pec,  působí jako pojivo, do nějž se přidá ostřivo (např. písek), to všechno se smíchá a vznikne stavební hmota. Pro ni se vykope základ, v němž  se vše nechá dlouho schnout. Poté se postaví komín, do kterého se dole prorazí otvor - dyšna, kterou se bude foukat vzduch a touto cestou se také bude vyndávat materiál. Mezitím se musí sehnat ruda, což je v Čechách stále možné. Souběžně se stavbou pece se na vedlejším ohništi upraží ruda. Jedná o hematit, který se už už za těchto teplot  částečně redukuje z trojmocného železa na dvojmocné. Vznikne tím oxid železnatoželezitý, který usnadní další  redukci v peci. Po usušení a vypražení rudy se v peci začne topit. Nejprve jen dřevem, pec se tím  vysuší a trochu i předvypálí. V této fázi je potřeba vymazat první praskliny. Poté se pec zasype dřevěným uhlím, jako jediné totiž dosáhne dostatečné teploty při spalování a zároveň při nedostatku kyslíku splňuje to, že poskytuje redukční činidlo, oxid uhelnatý. Když se pec dostatečně rozehřeje, tak člověk ví, že je za ním to nejhorší.

Stavba je zdlouhavá a na žácích to začalo být vidět. Dělali to rádi, věděli, o co jde. Když už je pec zahřátá a je v ní dřevěné uhlí, musíte do ní  dyšnou foukat vzduch. My jsme to dělali pomocí luxu. Naši předchůdci to dělali pomocí měchů. Zažehne se modroialový plamen, tomu se říká vznícení kychtových plynů. To je ukazatel, že pec se prohřála a v celém sloupci je dostatečná teplota. Do pec neustále musíte přikládat uhlí, foukáte vzduch a pec co chvíli udělá “uffff,” a uhlí sesedne třeba o centimetr. Takhle sesedá docela rychle, spotřeba je okolo pěti - šesti kilo dřevěného uhlí za hodinu. Pak začnete přimíchávat železnou rudu ve vhodném poměru. Řekli jsme si, že budeme dávat  jeden a půl dílu dřevěného uhlí na jeden díl železné rudy. V peci se spaluje ruda s uhlím a železná ruda propadá blíž k žhavému jádru. Tam se postupně redukuje, zahřívá a v nejintenzivnějším místě se odděluje kyslík od železa a přičleňuje se      k CO. Není to pak úplně čisté železo. Je spojené s řadou prvků, které tam okolo jsou. Postupně s tavením vzniká takzvaná železná houba, což je směs čistšího železa, takže se to dá prohlásit za čisté železo nebo rovnou za ocel a strusky. Výsledkem po vychladnutí je neforemná hrouda, té se říká houba.

Na vás je vidět nadšení, co je na tom pro vás tak fascinujícího? A je tam něco univerzálního, co je fascinujícího jak pro vás, tak pro studenty?
Proces je pro většinu lidí neznámý, to je pro mě asi nejvíce lákavé. Většina lidí tento proces nezná nebo se ho učila v chemii. Železné předměty používáme každodenně, přitom dnes si už nedokážeme představit, jak vznikají. Řekl bych, že  žijeme v době železné, přestože by se dalo mluvit o době křemíkové. Železo je stále kovem této civilizace. Nikdo si neumí představit, kde se tuny železa berou. Jak říkám, ve školních lavicích se toto nenaučíte. Můžete se jet podívat do oceláren a uvidíte impozantní pec, ale nebudete si tam moct zatopit a nesáhnete si na ten proces. Tohle je jedinečná příležitost. Pro mě je to didakticky zajímavé. Studenti vidí, jak krásná chemie je. Od toho, že si umatlají pec, přes to, že  věci musí sehnat, přinést, že se ušpiní, že cítí rukama, nosem, hlavou, lepíte, saháte na to, prožíváte to a pak ten proces najednou spustíte.
Na konci skutečně vidíte železo. Sice to není žádný zázrak, že byste z toho vyrobili zvonec, jak tady někteří kolegové navrhovali, všichni, kteří to prožili, si to však intenzivně pamatují. Druhá věc, která mě na tom fascinuje, je hlubší. V řadě přírodních národů byli kováři a kuchaři. Metalurgové, trochu kasta, byli jako šamani. Při tavení dochází k transformaci hmoty, přeměně kvality. Věřilo se, že přeměnou hmoty se mění nejen věc fyzicky, ale také se mění duchovně ten, kdo jí přeměňuje. Ono na tom možná něco bude. Ta cesta k přeměně je náročná. Člověk musel mít znalosti, musel na tom dlouze pracovat, musel to mnohokrát opakovat, než se něco povedlo. Pak už vidíte výsledek, jak roste. Zatopíte, čekáte, začnete foukat, nic se neděje, dlouho se nic neděje, jste netrpělivý, pec praská, vlhké části létají ven,  hoří to všude jinde, než byste očekávali, hodina za hodinou běží. Jste z toho unaveni, pec stavíte dny a pak najednou v určitý moment  to najednou udělá: “Puffff!”. Vyběhne sloup jisker a vzplane fialový plamen. To je první proměna, která nastane. Ve výsledku ještě sledujete proces, který není stabilní. Na chvíli zhasne, teplota se proměňuje. Pec žere uhlí, musíte pracovat se vstupem vzduchu, takže je to interaktivní záležitost. Stále ji musíte sledovat. Někteří už odpadají, protože jsou unavení po celé noci, ale stále je tam napětí, jestli se to povede. To je hrozně silný moment. Je dlouhý, napíná vás to dlouho. Pak už jen necháte vše den chladnout  a jdete si pro výsledek. Může nastat i zklamání, protože někdo čeká, že z toho vyleze železný ingot. Nevyleze. Udělat si něco železného, zejména dříve, vůbec nebyla legrace. Pak třeba pochopíte i kontexty, když vám někdo vypráví, že ve středověku udělat brnění, byla obrovsky drahá záležitost. Železo nebyl materiál běžné denní potřeby.

Jak funguje kooperace vás a kapitána skupiny?
Já jsem asi náročný vedoucí skupiny. První náročnost spočívá v tom, že kromě expediční skupiny jdou za mnou vždy další povinnosti stran provozu školy, Expedice a všeho dohromady. Takže souběžně řeším spoustu dalších věcí a někdy se stane, že nemám čas, který bych chtěl,  a musím balancovat. Může se stát, že žáci jsou na tom trochu bití a musí si poradit sami. Mně se dobře spolupracuje s lidmi, kteří jsou hodně samostatní a mají nějakou vizi. Proto se snažím, více méně úspěšně, lidi hodně motivovat, aby oni sami byli tahouny práce a nespoléhali na to, že je někdo povede. Ne vždy se to daří. Pak mám jednu zásadní vadu. Jsem dominantní, takže například, když začneme něco řešit, tak se jako učitel snažím, aby to řešili hlavně žáci a já jim dával možnosti. Jsem však dominantní a netrpělivý, takže často vidím, že bloudí v kruzích a didakticky nejsem schopný vést je tak, aby to mohli přijít sami. V jednu chvíli pak říkám: “Hele, podívejte se, možná by bylo dobrý atd.” a začínám přebírat iniciativu. Já si občas ukládám cvičení: “Teď nebudu vůbec nic říkat, děj se co děj.” Samozřejmě to nese z mého pohledu určité zklamání, že někdy žáci opravdu na něco zapomenou, něco nedomyslí nebo neudělají a já to musím zkousnout. Některé věci jsou však natolik podstatné, že zasáhnout musím.

Konkrétně tato skupina má kapitána Kubu. Všichni jsou vesměs velmi schopní lidé, včetně Kuby. Jeho si vybrali jako kapitána, protože se nabídl a ostatní souhlasili. Myslím, že je dobrý kapitán v tom smyslu, že je přátelský, empatický, když už se pro něco rozhodne, tak do toho jde s velkou vervou, je nadšený. Na druhou stranu bych byl rád, kdyby více plánoval. To by se měl naučit. A právě od toho je Expedice, aby se každý zlepšoval.

Veskrze bych je pochválil. Zejména při stavbě si krásně udělali organizaci práce. Všichni byli zapojeni, vystřídali se a myslím, že většina z nich dobře věděla, o co jde a co dělají a proč to tak dělají. Hodně rádi vaří (je vidět potutelný úsměv), někdy až trošku dlouho na můj vkus, ale já jim do toho nechci mluvit, jestliže to zvládnou v rámci povinností, tak proč ne? To je spíše kuriozita. Měli jsme dort, měli jsme opulentní snídani. Ovocný salát, který se ovšem vařil hodinu a půl, přestože je to studená snídaně. Jsou to spíše úsměvné zážitky.

Bojoval jste někdy s tím, nakolik studentům dáváte možnost se rozhodovat a nakolik jim do toho už zasahujete?
Rozhodně jsem s tím bojoval a vždy s tím bojuju, protože, a to mi na expedici chybí, je málo času připravit se s žáky na všechno, co je čeká. Nemají tu znalostní bázi takovou, aby to vyřešili sami. Musíte intervenovat. Přípravný týden  zkrátka nestačí. Mně se osvědčuje zasahovat co nejméně. Je to nejlepší. Chyby se stanou. Teď tam skočím, když to dělají blbě, říkám si někdy. Někdy se při mé nepřítomnosti ukáže, že si i přes chyby žáci poradili. Je to velká škola vkládat víc a víc důvěry v žáky. Samozřejmě je podporovat, být u toho, když se ptají, ale snažit se je v tom nechat.
Například dnes v noci při tavbě jsem měl obrovský strach, protože to je náročný proces. Máme těleso rozžhavené na třináct set stupňů, může se roztrhnout, rozpadnou se. Je tam elektrický lux. Kdyby se například horký vzduch z nějakého důvodu omylem natáhl do luxu, byl by to hrozný průšvih. Nebo kdyby z pece něco vylétlo. Hodně jsem se bál, ale pak jsem si říkal, že všechna tato rizika jsme si s žáky označili, hodně jsme si o nich povídali. Říkali jsme si zásady práce. Já je v tom nakonec nechal a poradili si výborně. Jsem rád za tuto zkušenost.

Co plánujete s pecí po tavbě dělat? Zanikne? Nechá se jako turistická atrakce? A jestliže bude zničena, jak to bude po emoční stránce?
Určitě zanikne, protože majitel ubytovacího objektu si jí tu nemůže nechat. Víme, že musí zaniknout. Stihli jsme v ní jen jednu tavbu. Myslím, že i proces boření je jakousi tečkou. Já to beru jako pozitivum, že ji rozebereme, podíváme se, co se stalo, rozřízneme stěnu. Podíváme se, jak se změnil materiál. Vše pak někdy v okolí zasypeme. Je to biologický materiál. Samé jíly a přírodní vlákna, juta, takže vše to spolkne příroda a bude to dobré uzavření cyklu. Nic tu nebylo, něco se stalo, vrchol, a pak tu opět nic nebude. I to je přirozený závěr oné práce.

Děkuji moc!
Já taky.

daste