Suomi pitää paalupaikkaa jäänmurtajissa

Suomi on edelleen maailman johtava maa arktisten vesien laivojen suunnittelussa. Uusia aluksia testataan Aker Arcticin jäälaboratoriossa Vuosaaressa.

Teksti Matti Remes   Kuvat Matti Remes

Jäälaboratorion koeallas on 75 metriä pitkä, kahdeksan metriä leveä ja runsaat kaksi metriä syvä.

Suomi on harvassa asiassa mahtimaa, mutta arktisiin jääoloihin soveltuvissa aluksissa pienestä valtiosta löytyy osaamista enemmän kuin mistään muualta. Maailman jäänmurtajista arviolta 80 prosenttia on suunniteltu Suomessa. Suurin osa niistä on myös rakennettu täällä.

Suomen hyvää mainetta arktisten meriolojen osaajana pitää yllä Aker Arctic Technology, joka suunnittelee jäässä liikkuvia aluksia Vuosaaren sataman kupeessa Itä-Helsingissä. Aker Arctikin harmaa teollisuushalli kätkee sisäänsä 75 metriä pitkän, kahdeksan metriä leveän ja runsaat kaksi metriä syvän vesialtaan, jossa alusten pienoismalleja testataan.

”Kokeita tarvitaan, jotta aluksia voidaan suunnitella ja optimoida niiden ominaisuuksia jäisissä oloissa”, Aker Arcticin koetoiminnan päällikkö Topi Leiviskä sanoo.

Jäälaboratoriossa tutkitaan alusten rungon muodon ja potkureiden toimimista todellisuutta vastaavissa olosuhteissa. Tutkimuskohteena voivat myös olla esimerkiksi merelle rakennettavien tuulipuistojen ja muiden kiinteiden rakenteiden kuormitukset.

Tarkasti kontrolloidut testiolot

Testien aikana jäälaboratoriossa tarvitaan talvitakkia kesähelteelläkin. Vesialtaan yläpuolelle asennetut hiilidioksidiliuoksella jäähdyttävät jäähdytyselementit viilentävät hallin lämpötilan –20 asteeseen celciusta. Sen jälkeen altaan päällä liikkuvista sumuttimista suihkutetaan 1,2-prosenttista suolavettä. Vähitellen veden pintaan syntyy loskaa ja edelleen halutun paksuinen jääkerros.

”Altaassa voidaan mallintaa jopa yli viiden metrin merijäätä. Myös jään oikea lujuusaste on tärkeää, jotta sen koostumus vastaa mahdollisimman tarkasti luonnonjään ominaisuuksia”, Leiviskä toteaa.

Testit tehdään muutamia metrejä pitkillä kauko-ohjattavilla pienoislaivoilla. Ensin niillä suoritetaan yleensä tasaisen jään koe, jossa pienoismalli ajetaan jään läpi altaan toiseen päähän. Sen jälkeen mallin kulkua voidaan testata jäälauttakentässä ja jäämurskassa. Testien jälkeen jää kerätään altaan päädyssä sijaitsevaan kaukaloon, jossa se sulatetaan kylmälaitoksesta talteen kerätyn hukkalämmön avulla.

Pienoismalleihin ja altaaseen asennetut mittalaitteet tallentavat testin aikana tarkasti, kuinka hyvin laivan runko ja potkurit murtavat jäätä ja kuinka sulavasti se liikkuu jäälohkareiden seassa. Testiä voi seurata myös altaan sivuille ja pohjaan rakennetuista ikkunoista.

Laivanrakennukseen liittyvän tekniikan ohella jäälaboratoriossa on tunnettava hyvin jään fysikaaliset ominaisuudet. Ne vaihtelevat suuresti sääolojen, tuulen ja veden suolapitoisuuden mukaan.

Vuosaaren jäälaboratorio on ainutlaatuinen koko maailman mittakaavassa. Vastaavia testauspaikkoja löytyy ainoastaan Hampurista, Pietarista ja St. Jonesista Kanadasta.

Suomen toinen jäälaboratorio sijaitsee Aalto-yliopiston tiloissa Espoossa. Se rakennettiin Otaniemeen 1980-luvun alussa ja siihen tehtiin äskettäin perusremontti. Tutkimus- ja opetuskäytön ohella allasta käytetään myös kaupalliseen tutkimukseen. Myös Aker Arctic tekee siellä kokeita.

Pitkä tie maailman ykköseksi

Aker Arcticin toimistotiloissa on esillä Suomessa suunniteltujen arktisten laivojen pienoismalleja. Nousu jäänmurtajatekniikan kärkeen ei ole sattumaa. ”Meillä ei ole ympäri vuoden sulana pysyvää avomeriyhteyttä, joten laivaväylien auki pitämiseksi on ollut pakko kehittää jäänmurtajia ja jäissä kulkevia aluksia”, yhtiön toimitusjohtaja Reko-Antti Suojanen sanoo.

Ensimmäinen jäänmurtaja valmistui Suomeen vuonna 1890. Koko laivanrakennusalan kehitykselle onni onnettomuudessa olivat Suomen Neuvostoliitolle maksamat sotakorvaukset, joiden myötä itänaapuriin jouduttiin luovuttamaan useita laivoja toisen maailmansodan jälkeen. Tilalle oli rakennettava koko ajan uusia aluksia, jotka olivat entistä tehokkaampia ja peittosivat ominaisuuksiltaan muissa maissa tehdyt murtajat.

Iso läpimurto arktisilla vesillä liikkuvien laivojen suunnittelussa tehtiin 1960-luvun lopulla, kun Alaskasta öljyä löytänyt Exxon tarvitsi apua jäässä kulkevien tankkereiden suunnitteluun. Työ annettiin jäänmurtajissa mainetta niittäneelle Wärtsilälle, joka rakensi testausta varten 35 metriä pitkän koealtaan Helsingin Vallilaan. Toiminta siirtyi sittemmin Arabianrantaan.

Topi Leiviskän mukaan jäälaboratorio vauhditti uuden sukupolven murtajien suunnittelua ja vahvisti Suomen etumatkaa alan osaamisessa. Ero aiempaan oli huomattava, sillä aiemmin alusten todellinen jääkelpoisuus saatiin kunnolla selville vasta merellä. ”Jäälaboratoriossa saadut tulokset vastaavat hyvin todellisuutta”, Leiviskä sanoo.

Arktisten alueiden rikkaudet houkuttelevat

Wärtsilän meriteollisuus ajautui vuonna 1989 konkurssiin, ja suomalaiset telakat siirtyivät sittemmin ulkomaiseen omistukseen. Vuosituhannen alun omistusjärjestelyjen yhteydessä Aker Arctic irrotettiin omaksi yhtiökseen, joka sai uudet toimitilat Vuosaaresta vuonna 2005.

Valtion pääomasijoitusyhtiö Suomen Teollisuussijoitus osti yhtiön osake-enemmistön vuonna 2013. Vähemmistöomistajina jatkoivat ABB ja Aker Solutions.

Aker Arcticin osaamiselle on riittänyt kysyntää. Suojasen mukaan siitä pitää huolen kasvava kiinnostus arktisten alueiden luonnonvarojen ja laivaväylien hyödyntämiseen, kun pohjoinen jääpeite vetäytyy ilmastonmuutoksen myötä.

”Jäänmurtajien ja tankkereiden ohella olemme suunnitelleet muun muassa pohjoisiin oloihin soveltuvia rahtilaivoja ja tutkimusaluksia”, Suojanen sanoo.

Aker Arcticin uusimpia aluevaltauksia on arktisille vesille erikoistuvan risteilyaluksen suunnittelu. Napa-alueille matkailijoita kuljettava alus pystyy murtamaan jopa 2,5 metrin paksuista jäätä.

Uusia kauppoja idästä ja lännestä

Viime vuosina moni Aker Arcticin toimeksiannoista on liittynyt LNG:hen eli nesteytettyyn maakaasuun. Pohjoisten merialueiden tuotantoalueilta kaasun kuljetukseen tarvitaan jäisiin oloihin soveltuvia tankkilaivoja. Tällaisia aluksia suomalaisyhtiö on suunnitellut muun muassa venäläiselle Novatek-energiayhtiölle.

”Toisaalta LNG:n käyttö laivojen polttoaineena yleistyy kaikilla maailman merialueilla. Tätäkin kehitystyötä on tehty Suomessa jo pitkään.”

Suomen jäänmurtajalaivastosta vastaava Arctia otti kolme vuotta sitten käyttöön Aker Arcticin kehittämän ja suunnitteleman Polaris-murtajan, joka ensimmäisenä maailmassa käyttää polttoaineenaan sekä LNG:tä että matalarikkistä dieseliä.

Uusia toimeksiantoja Aker Arctic hakee Suojasen mukaan sekä idästä että lännestä. Venäjä suunnittelee parhaillaan ydinkäyttöisten jäänmurtajien korvaamista neljällä uudella LNG-jäänmurtajalla. Yhdysvaltain rannikkovartiosto kaavailee puolestaan uuden arktisiin oloihin soveltuvan jäänmurtajan rakentamista.

Aker Arcticin jäälaboratorio

  • Rakennettu vuonna 2005
  • Kylmäkoneisto 4 kpl Sabroe, kompressori Bitzer OSN 7471-K
  • Kaskadikärjestelmä R404A – CO2-liuos
  • Jäähdytysteho yhteensä noin 480 kW
  • Käytetyt kylmäaineet: CO2 2200 kg ja R404A 180 kg

Taideaarteet tarvitsevat kylmää läpi vuoden

Jatkuva tiedonnälkä pitää yrityksen kasvu-uralla

Mansikka viihtyy kesällä viileässä ja talvella pakkasessa