NEcOLEAP: Light Steel Structure — läpimurto teräsrakenteissa

Vihreän siirtymän veturihanke NEcOLEAP määrittelee tavoitteeksemme laivanrakennusekosysteemin innovatiivisen tutkimus- ja kehitystyön vahvistamisen ja laajentamisen. NEcOLEAPin tärkeimpiä ajureita on päästöjen vähentäminen.

”NEcOLEAP mahdollistaa meille uusien kohteiden, materiaalien ja menetelmien tutkimisen ja työstämisen”, kertoo Ari Niemelä. Hän on Aalto-yliopistosta valmistunut laivanrakentaja ja vetää Meyer Turussa rungon perussuunnittelua. Keskeinen osa osaston toimintaa on laivan rungon ja kantavien varustelukomponenttien hiilijalanjäljen ja painon pienentämiseen keskittyvä ”Carbon-neutral lightweight ship structures”–projekti. Telakalla koko rungonsuunnitteluporukka työskentelee jollakin tavalla sen parissa.

Ari korostaa, ettei ”tätäkään tehdä yksin, vaan yhteistyössä merkittävän verkoston kanssa. Kehityshankkeessa on mukana Meyer Turun ja yhteistyöyritysten (SSAB, Suisto Engineering, Mobimar, Refamo, Canelis) lisäksi Aalto-yliopisto, Turun yliopisto sekä Lappeenrannan-Lahden teknillinen yliopisto. Hankkeella on suora yhteys vastuullisuusstrategiaamme, jossa olemme sitoutuneet ilmastoneutraalin risteilijäkonseptin kehittämiseen vuoteen 2025 mennessä. 

Laivan painomielessä suurin yksittäinen systeemi on teräsrunko. Se edustaa noin puolta laivan kokonaispainosta, joten on helppo ymmärtää, miten keskeisessä roolissa teräksen kehittäminen on myös kestävän kehityksen kannalta. ”Kaikki muutokset, joita runkoon tehdään, ovat merkittäviä”, Ari vahvistaa.

Yksi rungonsuunnittelun pitkäaikaisia strategisia tavoitteita on laivan painon vähentäminen. Sen kautta vaikutetaan aluksen ympäristökuormaan, mutta myös tarjotaan laivan tilaajalle uusia mahdollisuuksia yhteisten visioiden toteuttamiseen. ”Ilman yliopistojen kanssa tehtyjä projekteja emme olisi voineet esimerkiksi tarjota ICON-alukseen tilaajan haluamanlaisia runko- ja hyttikonsepteja”, Ari antaa käytännön esimerkin.

”Poikkeuksellisen pitkän, vuosia kestäneen konseptisuunnitteluvaiheen aikana tutkimme terästä ja tekemiemme lujuuskokeiden perusteella saatoimme lähteä ehdottamaan uudenlaisen korkealujan teräksen käyttöä kriittisissä runkorakenteissa. Tämän uuden teräksen lujuus on kolminkertainen verrattuna A-luokan teräkseen (josta tehdään maltillista jännitystasoa vaativat runkorakenteet) ja kaksi kertaa lujempaa kuin yleisemmin käytetty erikoislujateräs. Luokituslaitokset eivät tunnistaneet tällaista tuotetta, ja meidän aloitteestamme yhteistyökumppanimme SSAB sertifioi sen laivateräskäyttöön. Tämä on ensimmäinen kerta, kun vastaavanlaista terästä käytetään siviililaivanrakentamisessa”, Ari kertoo. Hän jatkaa: ”Merkittävä osa laivan päästöistä aiheutuu propulsiosta eli potkurilaitteiston toiminnasta. Kun laivan rakennetta kevennetään, keventyy myös propulsion työ. Laivan 30-40 kulkuvuoden aikana hyödyt kertautuvat ja niiden merkitys on valtava. Tulevaisuuden hiilivapaat polttoaineet, uudet koneistoratkaisut, älykäs operointi yms. täydentävät ympäristövaikutuksen pienentämistä.” 

Teräksen valmistaminen SSAB:n terästehtaalla Raahessa aiheuttaa yli 7 % Suomen hiilidioksidipäästöistä. Merkittävä osa syntyy raudan pelkistämisestä, johon jatkossa käytetään vetyä ja hiiletöntä energiaa. Tuuli-, vesi-, aurinko- ja ydinvoima tulevat olemaan avainasemassa. SSAB on sitoutunut hiilivapaan teräksen tuotannon aloittamiseen vuonna 2026. Ari uskookin, että ilmastoneutraali laivan runko on mahdollista toteuttaa vuosikymmenen loppuun mennessä.

NEcOLEAPin piirissä on tarkoitus jatkaa tutkimusta siitä, että laivan kannet, joita suuressa risteilijässä on useita hehtaareita. voitaisiin tehdä nykyistä ohuemmasta materiaalista. Tähän asti ”pyhänä” rajana on pidetty viittä millimetriä. Tavoitteena on keventää myös kuormaa kantavia varustelurakenteita. Esimerkiksi ICONiin tulee noin tuhat tonnia lasirakenteita. Lasin ohentamiseen ja metallirakenteiden keventämiseen tähdätään muun muassa tukemalla ulkorakenteita sisärakenteilla. Myös hitsausteknologiaa kehitetään, jolloin saadaan tehokkaampia alumiinirakenteita. Alumiinia voidaan jatkossa mahdollisesti myös rungon kantavissa rakenteissa. Hitsatun alumiinin lujuusominaisuuksilla on huono maine, ja siihen pyritään nyt vaikuttamaan.

Käynnissä on siis lukuisia hankkeita niin telakalla kuin yhteistyökumppaneillamme. Avainsana on yhteistyö. Tuloksia saavutetaan ja ne noteerataan: Aalto Yliopiston meritekniikan Marine and Ocean Engineering -osaston arvioitiin kuluvana vuonna Suomen parhaaksi ja maailman 21. parhaaksi maailman yliopistojen kansainvälisessä Shanghai Rankingissa. Ari Niemelä puolestaan on aiemmin palkittu Aalto-yliopiston Insinööritieteiden korkeakoulun Vuoden alumnina, ja hänen suunnitteluryhmälleen on myönnetty Suomalainen insinöörityöpalkinto Oasis of the Seas -risteilyaluksen runkorakenteen lujuus- ja värähtelyteknisestä suunnittelusta.

Lue alkuperäinen tiedote täällä

Kuva: necoleap.fi

Lue lisää NEcOLEAP- veturihankkeesta tästä linkistä