Talvimerenkulun haasteet
Alusten on oltava toimintakykyisiä sekä turvallisia operoidessaan kylmissä ja talvisissa ympäristöissä. Aluksilla pitää olla riittävä jääluokitus suunniteltuun toimintaympäristöön. Jääluokka määrittää tarvittavan rungon vahvistuksen sekä koneistojen vaatimukset. Toimintaympäristön lämpötila vaikuttaa materiaalivalintoihin ja toimintaympäristössä vietettävä aika vaikuttaa suojaustoimenpiteisiin ja lämmitysratkaisuihin.
Opinnäytetyön lähtökohdat
Opinnäytetyön tarkoituksena oli tutkia sääolosuhteiden vaikutusta jäätä murtavan monitoimialuksen kansivarusteluun. Työssä tarkasteltiin Lloyd’s Registerin (LR) winterisation -sääntöjä ja IMO:n polaarikoodin vaikutusta aluksen varusteluun ja turvalliseen operointiin.
Säännöt ja säädökset
Luokituslaitos määrittelee säännöt, joiden mukaan alus on rakennettava ja varusteltava, jotta alus pysyy toimintakuntoisena sekä turvallisena. Alus on suunniteltava ja rakennettava luokituslaitoksen sääntöjen mukaisesti, jotta sille voidaan antaa luokitus. Winterisation asetetaan aluksille, joiden on tarkoitus operoida kylmässä ilmastossa ja jotka voivat altistua matalille lämpötiloille, mikä voi aiheuttaa laitteistojen jäätymisen ilmankosteuden, alijäähtyneen veden tai pärskeiden jäätymisen aiheuttaman jään kertymisen takia tai järjestelmien nesteiden jäätymisen vuoksi. Suojaustoimenpiteillä ja toimintamenetelmillä pystytään varmistamaan, että laitteistot on suojattu asianmukaisesti, jotta ne toimivat matalissa lämpötiloissa. LR jakaa winterisationin kolmeen tasoon (A, B ja C), joihin vaikuttavat aluksen toimintaympäristön lämpötila sekä siellä vietetty aika. Tasolla A winterisation laaja, B:ssä kohtalainen ja tasolla C winterisation on vähäistä. LR antaa myös vaatimukset materiaaleille, jotta ne kestävät matalissa lämpötiloissa. (LR 2022b, 5; 2022a, 18.)
Winterisation -sääntöjen lisäksi aluksessa on oltava toimintaympäristöön soveltuva jääluokitus, joka määräytyy toimintaympäristön jääolosuhteiden mukaisesti. Jäänmurtajat ovat aluksia, jotka on suunniteltu erityisesti jäänmurtotehtäviin ja ne pystyvät omatoimisesti kulkemaan jäissä suunnitellussa toimintaympäristössä. Polaariluokan alukset on suunniteltu myös niin, että ne pystyvät omatoimisesti operoimaan suunnitellun toimintaympäristön jääolosuhteissa. Jäävahvistetut alukset pystyvät operoimaan suunnitellussa toimintaympäristössä jäänmurtajan avustamana.
IMO:n polaarikoodi astui voimaan 2017. Polaarikoodi sisältää lisämääräyksiä aluksille, joiden on tarkoitus liikennöidä napa-alueilla. Säännöstö on jaettu kahteen osaan. Ensimmäinen osa sisältää turvallisuusvaatimukset sekä miehistön ja koulutuksen vaatimukset. Toinen osa sisältää ympäristönsuojelua koskevat vaatimukset. Polaarikoodi jakaa alukset kolmeen ryhmään, joissa merkittävä tekijä on vaatimukset jäissä kulkemiseen. Jokaiseen alukseen, johon polaarikoodia sovelletaan, tulee olla mukana voimassa oleva polaarilaivatodistuskirja.
Jäänmurto ja apulaitteet
Alus nousee jääpatjan päälle ja murtaa jään taivuttamalla. Aluksissa voi olla myös erilaisia apulaitteita jäissä kulkemisen tehostamiseksi. Kallistus- ja viippausjärjestelmällä pystytään kallistamaan alusta sivu- ja pituussuunnissa. Ilmapuhallusjärjestelmällä voidaan pienentää rungon ja jään välistä kitkaa puhaltamalla ilmaa palteen alueelta, mikä aiheuttaa virtauksen noustessaan ja muokkaa jäiden liikehdintää. Jäänmurtajat avustavat kauppa-aluksia avaamalla väyliä, hinaamalla ja irrottamalla aluksia jäistä. Hinaus voidaan suorittaa haarukkahinauksena tai vaijerihinauksena.
Haasteet kylmissä olosuhteissa
Kylmillä alueilla operoivien aluksien ongelmaksi nousevat jään ja lumen kertyminen rakenteisiin ja laitteistoihin, järjestelmien nesteiden jäätyminen sekä materiaalien kestävyys. Työskentely kansialueilla on oltava turvallista ja laitteiden sekä aluksen toimintakyky on turvattava. Aluksen on oltava toimintakykyinen suunnitellussa toimintaympäristössä. Jään ja lumen kertyminen aluksen rakenteisiin vaikuttaa myös aluksen vakavuuteen.
Ratkaisut
Lumen ja jään poistoa varten voidaan käyttää useita eri menetelmiä. Aluksilla on oltava työkaluja manuaalista jäänpoistoa varten. Työkaluihin kuuluvat lapiot, erilaiset kaapimet ja jääraudat sekä nuijat. Jäänpoistoon voidaan käyttää myös höyryä tai kuumaa vettä.
Aluksen kansivarustelun komponenteissa voi olla lämmitys, ne voidaan peittää lämmitetyillä suojilla tai ne voivat olla koteloidut. Kulkuväylät on oltava lämmitetyt, tai niissä on oltava karhennus tai muu luokituslaitoksen hyväksymä pinta liukkauden estämiseksi. Jäänpoistoon voidaan käyttää myös kemikaaleja. Jäätä hylkivää pinnoitetta voidaan myös käyttää lumen ja jään kertymisen ehkäisemiseksi.
Putkistojen jäätyminen on ehkäistävä käyttämällä lämpöeristettä, saattolämmitystä tai molempia samaan aikaan. Linjastot voidaan myös puhaltaa tyhjiksi käytön jälkeen tai vaihtoehtoisesti niissä voi olla jatkuva nesteen tai höyryn kierto.
Ulkolämpötila voi olla napa-alueilla -50 ֯C, joten lämpöeristys on otettava huomioon aluksen suunnittelussa. Lämpöeristyksen tehtävä on estää lämmön siirtyminen ympäristöön, sekä kosteuden tiivistyminen rajapintoihin. Eristeitä käytetään myös paloturvallisuuden vuoksi. Alus jaetaan pysty- ja vaakasuuntaisiin palovyöhykkeisiin sekä tiloihin, joissa huomioidaan niiden paloriski.
Sanasto
IMO, International Maritime Organization, kansainvälinen merenkulkujärjestö.
Lähteet
Hänninen J-P. 2023, Sääolosuhteiden vaikutus jäätä murtavan monitoimialuksen kansivarusteluun : winterisation – Theseus
IMO 2023. Viitattu 17.4.2023. International Code for Ships Operating in Polar Waters (Polar Code) (imo.org)
Lloyd’s Register 2022a. Rules and Regulations for the Classification of Ships.
Lloyd’s Register 2022b. Rules for the Winterisation of Ships.
Mejlænder-Larsen, M. 2015. Artikkelikuva. Vessels for possible use on the NSR. Viitattu 17.4.2023. Vessels for possible use on the NSR – CHNL preview / vessels-for-possible-use-on-the-nsr-chnl.pdf / PDF4PRO