STAD SKIPSTUNNEL

Her modelltester de Stad skipstunnel i «de mest ekstreme tilfellene»

TRONDHEIM:  Skalamodeller av de to skipene har testet seilingsforholdene gjennom en modell som tilsvarer tunnelprofilen med fendere.

Modelltestene i havbassenget ved Marintek i Trondheim inngår i forundersøkelsene Kystverket gjør før den endelige beslutningen om Stad skipstunnel kan fattes av Stortinget, tidligst høsten 2017.

Som planlagt 

Prosjektleder for testprogrammet ved Marintek, forsker Ørjan Selvik, smiler fornøyd. Testene går som planlagt.

Begge modellskipene i skala 1:27,5 klarer fint å holde stødig kurs for de fleste testkondisjonene gjennom kanalen, uten å støte inn i fendrene.

Teststrekningen i Marinteks havbasseng utgjør 825 meter av den 1,7 kilometer lange planlagte tunnelen. Det skal være nok til å verifisere teoriene. 

Seilingsbredden i ferdig tunnel er 26,5 meter. MS Midnatsol er 135,75 meter lang og 21,5 meter bred og stikker 5,1 meter dypt.

Teststrekningen i bassenget tilsvarer 825 meter, det vil si om lag halvparten av fullskalatunnelen.
Teststrekningen i bassenget tilsvarer 825 meter, det vil si om lag halvparten av fullskalatunnelen. Foto: Tore Stensvold

Ekstrem-test

Containerskipsmodellen ville i virkelighetene måle 22,3 meter i bredden og 155 meter i lengden.

Det er et større og bredere skip enn dem tunnelen er beregnet for.

– Vi vil teste tunnelen i de meste ekstreme tilfellene. Kan et så stort skip klare det, vil mindre skip ha mindre utfordringer med å holde stø kurs, sier Selvik.

Dette skal modellforsøkene gi svar på:

    • Klarer skip med ulike styringssystemer (ror og propell eller azimuth-thrustere) å holde stø kurs
  • Hva skjer med vannet som fortrenges, hvordan påvirker det skipet og seilingsforhold

Les også: Hurtigrutens nye skip får prisbelønnet skrogform - sammenliknes med Titanic

Utviklet program

Marintek har selv utviklet autopilotsystemet som kjører de to skrogmodellene.Alt foregår trådløst.

Det er første gang et så stort prosjekt skjer uten kabel og fiber.

– Vi har lagt ned mye ressurser i utviklingen av selve testsystemet, sier Hans Jørgen Rambech, som har ansvar for kvalitetssikring.

– Vi forsøker å benytte enhver sjanse til å videreutvikle testoppsettene våre. Dette prosjektet var svært egnet til å ta steget fullt og helt over til å gjøre alt 100 prosent trådløst med batteri i modellene og trådløs overføring av kontrollsignal fra land til modellen og måledata fra modellen motsatt vei, sier han.

STAD SKIPSTUNNEL

  • Lengde: 1.700 meter
  • Høyde mellom bunn og tak: 49 meter
  • Dybde 12 meter (lavvann)
  • Bredde mellom veggene: 36 meter, 26,5 meter mellom fendrene
  • Arealet på tverrsnitt: 1625 m²
  • Volum uttak fast fjell: Ca. 3 million m³. Tilsvarer cirka 7,5 million tonn med sprengt fjell.
  • Totale kostnader: Ca. 2,1 milliard kroner (2011-verdi)
  • Byggetid: Ca. 3-3,5 år

Selv om det er gjort beregninger og datasimuleringer, er modellforsøk av uvurderlig betydning.

Selvik forklarer hva som skjer når et skip beveger seg gjennom en kanal, som skipstunnelen i praksis er.

Squat-effekt

– Vannet som skipet fortrenger, må flyttes et sted. Litt skyves foran, resten presses ut mot tunnelveggene og under skipet. Da oppstår det vi kaller veggeffekt og gruntvannseffekt. Disse effektene medfører da at skipet får mer motstand i vannet. Høyere vannhastighet på sidene og trykk under kjølen av skipet på grunn av fortrengningen skaper en sugeeffekt som får skipet til å sette seg og gå dypere, såkalt squat-effekt, forklarer han. 

Skipstunnelen er dimensjonert for de største hurtigruteskipene. 84 prosent av alle skip langs kysten kan gå gjennom.
Skipstunnelen er dimensjonert for de største hurtigruteskipene. 84 prosent av alle skip langs kysten kan gå gjennom. Foto: Kjersti Magnussen-TU/Kystverket

Det var den effekten cruiseskipene Oasis of the Seas og Allure of the Seas benyttet i henholdsvis 2009 og 2010 da de skulle under Storebæltbruen på vei fra verftet i Finland og ut i Nordsjøen.

Klaringen mellom brua og skipets piper var på knappe 1,5 meter.

Under modellforsøkene gjelder det å finne ut om dybden i tunnelen er tilstrekkelig for skipenes fart. Ved normalvannstand skal seilingsdybden i tunnelen være 12 meter.

Undervannskamera viser Marintek og Kystverket at det er god klaring til bunnen.
Undervannskamera viser Marintek og Kystverket at det er god klaring til bunnen. Foto: Tore Stensvold

De foreløpige resultatene fra testene viser at det ikke skape problemer for skipene som skal benytte tunnelen om de holder en hastighet på under ca. 5 knop gjennom tunnelen.

Overraskelser

Testprogrammet ved Marintek tar for seg ulike vannstander, lavvann, normalstand og høyvann samt motstrøm og medstrøm i ulike strømhastigheter.

Marinteks prosjektleder Ørjan Selvik har ikke fått noen overraskelser under testene.

Mekanikeren Haakon Evjen fra Marintek monterer sensorer på skroget.
Mekanikeren Haakon Evjen fra Marintek monterer sensorer på skroget. Foto: Tore Stensvold

Det er Kystverkets prosjektleder for Stad skipstunnel, Terje Andreassen, godt fornøyd med.

– Forsøkene har gått bedre enn ventet. Vi får til og med tid til å gjøre andre og komplementære modelltester vi ikke hadde planlagt, sier Andreassen.

Spare-potensial

En av dem er å se om fendersystemet som skal hindre skipene i å møte veggen, bokstavelig talt, kan gjøres enklere.

I dagens plan skal tunnelen sprenges ut i 36 meters bredde i fullprofil. Deretter blir fenderne montert et godt stykke opp på fjellveggene. Da reduseres seilingsbredden til 26,5 meter.

Prosjektleder og forsker ved Marintek, Ørjan Selvik, er stolt over å være med på testingen av verdens første skipstunnel.
Prosjektleder og forsker ved Marintek, Ørjan Selvik, er stolt over å være med på testingen av verdens første skipstunnel. Foto: Tore Stensvold

– Kan vi la være å sprenge ut under fenderne, er det veldig mye penger å spare, sier Andreassen.

Rambech fra Marintek synes det er en god idé å teste ut om dette kan la seg gjøre, men forventer at veggeffekter og gruntvannseffekter vil påvirke skipene i langt større grad hvis tunnelen lage smalere.

– Det vil være et mye mindre vannvolum inne i tunnelen. Det blir mindre plass til å trenge vann til siden. Det kan bety at mer vann presses under skipet, hastigheten på vannet øker og dermed kan dra skipet lenger ned, sier Rambech. 

I tillegg kan skrogenes stabilitet med hensyn til manøvrering og evnen til å holde en rett kurs i tunnelen kunne bli påvirket.

Arne Lothe fra Norconsult er med som rådgiver på hydrodynamikk for Kystverket. Han er også spent på virkningen av å ha mindre tverrsnitt på tunnelen undre vannlinjen.

Terje Andreassen fra Kystverket leder Stad skipstunnel-prosjektet.
Terje Andreassen fra Kystverket leder Stad skipstunnel-prosjektet. Foto: Tore Stensvold

– Selv om vi kan hente en del informasjon og erfaring fra kanaler i fjell på kontinentet, er det nyttig å gjøre forsøkene her, sier Lothe.

Stø kurs

Kystverket har med seg to loser som følger forsøkene med stor interesse, Dag Erik Kvalheim og Hans Lennart Sævik.

På forhånd er de spente på om skipene kan seile støtt gjennom tunnelen uten å støte inn i fenderne.

Veggeffekt, strøm og skipenes ulike egenskaper spiller inn. Det er først og fremst de største skipene som kan få problemer.

Containerskipsmodellen er et "single-screw"-fartøy med en propell og vanlig ror. MS Midnatsol har to azimuthpropeller fra Rolls-Royce, det vil si propeller som sitter i en pod under skipet og kan dreies 360 grader.

Marinteks Ørjan Selvik (t.v,) og Arne Lothe fra Norconsult diskuterer testplanen.
Marinteks Ørjan Selvik (t.v,) og Arne Lothe fra Norconsult diskuterer testplanen. Foto: Tore Stensvold

Begge skipene klarer fint å holde kursen og unngå å treffe fenderne. Det overrasker ikke losene.

– Seiling gjennom tunnelen skal gå greit. Stødig manøvrering sitter i fingrene, sier Sævik.

Lærdom fra København

Sammen med Kvalheim var han også med på simulatortestingen i Danmark i juni.

– Det er større utfordringer å komme riktig inn mot tunnelen, sier Kvalheim.

Under simulatortestene erfarte de at entringsvinkel og skjerming mot vind var viktig for å komme rett inn i tunnelen.

Det medførte at moloer og portalen både i Kjødepollen og Moldefjord endres noe.

– Vi merket spesielt på det store containerskipet med stort vindfang. Det er viktig å skjerme spesielt baugpartiet mot vind, sier Kvalheim.

Kaptein Ole Johan Andreassen på hurtigruteskipet Nordlys fører skipete i sikk-sakk forbi grunner og skjær utenfor Stad på en unormalt stille novemberdag..
Kaptein Ole Johan Andreassen på hurtigruteskipet Nordlys fører skipete i sikk-sakk forbi grunner og skjær utenfor Stad på en unormalt stille novemberdag.. Foto: Tore Stensvold

Sikker seilas

Kystverket har allerede tatt de rådene med under den videre planleggingen av det som kan bli verdens første skipstunnel for kommersiell skipsfart.

Den 1,7 kilometer lange skipstunnelen skal gjøre seilas forbi Stad tryggere. De ekstreme vær-, grunn, og bølgeforholdene ved Stad fører hvert år til store forsinkelser i kysttrafikken og setter mange seilendes liv i fare.

– Vår oppgave er å gjøre seilingen tryggest mulig. Det er derfor vi utreder skipstunnel, sier Terje Andreassen.

Skipsbrua på MS Midnatsol er bygget opp ved Force Technology i Dnmark for å simulere seiling gjennom Stad skipstunnel.
Skipsbrua på MS Midnatsol er bygget opp ved Force Technology i Dnmark for å simulere seiling gjennom Stad skipstunnel. Foto: Kystverket

Gratis seiling

Det skal ikke koste penger å seile gjennom tunnelen, men trafikken vil reguleres. Hvordan det blir endelig, er ikke fastlagt.

Prioritering og «slot-tider» for kommersiell trafikk og enveiskjøring med timesintervaller er aktuelt. Det blir ikke losplikt gjennom tunnelen, kun for skip som uansett krever los.

– Vi har tilbud om los for alle som ønsker. Det er ikke utenkelig at mange vil ønske det, sier Sævik, som miner om at los er en tjeneste som er tilgjengelig for alle skip.

Et containerskip på 150 meter trenger mer tid på å få framdrift på riktig kurs før entring av skipstunnelen. Det betyr noen mindre justeringer på tegninger og planer.
Et containerskip på 150 meter trenger mer tid på å få framdrift på riktig kurs før entring av skipstunnelen. Det betyr noen mindre justeringer på tegninger og planer. Foto: Kystverket

Saksgang

Stad skipstunnel ligger også inne i Nasjonal Transportplan (NTP), som skal rulleres fra 2018.

Det er opp til regjeringen og Stortinget å avgjøre om det blir en skipstunnel.

Avgjørelsen kan tidligst falle neste høst. Først skal Kystverket gjøre ferdig sin rapport fra forprosjekt og konsekvensutredning (KU). Samtidig må reguleringsplaner godkjennes lokalt.

Regjeringen, ved finansdepartementet, vil så bestille en KS2-utredning, en kvalitetssikring, fra et uavhengig konsulentselskap. KS2 kreves for alle offentlige investeringer over 700 millioner kroner.

Tunnelen ble i 2011 beregnet å koste ca. 2,1 milliarder kroner.

Kommentarer (4)

Kommentarer (4)