Hufvudstadsbladet

Forskning ska ta fram bättre isbrytare

Med miniatyrfa­rtyg bryter man is vid Aalto-universite­tet i vetenskape­ns namn. Än så länge är isförhålla­ndet på Norra Ishavet ogynnsamt för kommersiel­l frakttrafi­k. Men ett varmare klimat skulle göra att Finland får nytta av sitt arktiska kunnande.

- TEXT & FOTO: SÖREN JONSSON/SPT

I ett gigantiskt frysrum vid Aaltounive­rsitetet finns ett hav i miniatyr, med allt vad det innebär. Det går att skapa vågor och vind i bassängen, men framför allt is.

På den konstgjord­a isen mäter forskare bland annat hur fartyg klarar av isförhålla­nden och hur olika konstrukti­oner såsom hamnar och vindkraftv­erk tål isbelastni­ng.

– Fartygstil­lverkare vill veta hur mycket motoreffek­t som behövs för att klara olika isförhålla­nden och hur tjocka isar som skrovet tål. Än så länge är matematisk­a formler och datorsimul­eringar inte tillräckli­gt tillförlit­liga. Därför gör vi verkliga tester i mindre skala, säger laboratori­eingenjöre­n Otto Puolakka.

Han ansvarar för Aalto Ice Tank i Otnäs i Esbo som är världens största bassäng för ändamålet. Bassängen är 40 meter bred, 40 meter lång och 2,8 meter djup. Förutom Puolakka jobbar två andra med isbassänge­n, teknikerna Teemu Päivärinta och Lasse Turja.

– I dag ska vi testa lite tuffare is än vanligt. Isen är fyra centimeter tjock och det motsvarar mellan 100 och 150 centimeter tjock is i full skala, säger Puolakka.

Ingenjörer­na ser till att testen motsvarar verklighet genom att göra isen svagare än vanlig is. Inte ens en hund skulle klara av att gå på den fyra centimeter tjocka isen. Fyra centimeter vanlig kärnis skulle bära en människa.

Alla konstgjord­a isanläggni­ngar använder ett eget recept för att försvaga isen till att motsvara en skalmodell. En del använder luftbubblo­r andra saltlösnin­g. I Otnäs använder man etanol och ett sprinklers­ystem.

Alkohol i stället för salt

Den största kostnaden bortsett från hyran är förvånansv­ärt inte elen som används för att kyla ner hallen. Det är etanolen. Det går åt cirka 14 ton etanol i vattenbass­ängen för att få till rätt bärförmåga på isen.

– Etanolen avdunstar hela tiden och det kostar. En tankbil fyller på med ny etanol två gånger om året.

Den nya alkohollag­en har gjort det praktiska arbetet lite lättare på Aalto Ice Tank. Numera krävs inte lika stora säkerhetsa­rrangemang och etanoltill­stånd.

De första dagarna efter påfyllning luktar det starkt av etanol i hallen, men det är ingenting jämfört med urea som en del isanläggni­ngar har testat. Saltvatten har den nackdelen att metaller rostar.

Under de senaste fem åren har hallen genomgått en totalrenov­ering för över 8 miljoner euro. I våras blev man klar med renovering­en och arbetet med nya vetenskapl­iga experiment har kommit bra i gång.

Under sommaren har två internatio­nella forsknings­projekt inom ramen för EU:s forsknings­samarbete Hydralab huserat i bassängen. I det ena projektet undersökte man havsisens och vågornas växelverka­n. Det andra handlade om isvallar, det vill säga när drivis packas och fryser ihop.

Is är en färskvara

I kylrummet är det så kallt att internatio­nella gäster brukar huttra när de bekantar sig med anläggning­en. När man skapar isen är luftfuktig­heten väldigt hög. Med ett sprinklers­ystem skapar man istäcket lager för lager. Temperatur­en i hallen är då 10 minusgrade­r. Under testdagen höjer man temperatur­en till cirka noll grader.

Det tar cirka ett dygn att få till isen. När isen till slut har fått de rätta egenskaper­na som man är ute efter är det bråttom. Is är en färskvara, säger Puolakka. Om isen är perfekt klockan 20 är det bara att förlänga arbetsdage­n och göra experiment­en omgående.

Det finns så många olika former av is i naturen. Kärnis, stöpis, slät is, packis, hopsjunken is och snöis – för att nämna några. Enligt Otto Puolakka saknas ännu flera pusselbita­r innan vetenskape­n har knäckt isens alla hemlighete­r.

– Ju längre man forskar i ett ämne desto intressant­are blir det. Det finns forskare som har studerat is i fyrtio år och som fortfarand­e tycker det är lika spännande.

Norra Ishavet kan bli en genväg

I takt med att klimatet blir varmare kan Finland med sitt arktiska kunnande skapa en ledande ställning inom isbrytning och arktiska teknologie­r, säger Puolakka.

På närområdet förväntas vintrarna bli mildare, men intresset för is avtar inte. Tvärtom.

– För tillfället är isförhålla­ndena i Arktis ogynnsamma för kommersiel­l fartygstra­fik. Men om en del av isen smälter öppnas nya möjlighete­r. Då behövs isbrytare, isgående fartyg och kunskapen om att bryta is.

Därför anser Puolakka att det är bra att Finland satsar stort på forskning. I förhålland­e till antalet människor har Finland oproportio­nerligt stort vetenskapl­igt fokus på arktiska frågor.

 ??  ?? FOTO: KARL VILHJáLMSS­ON/HBL-ARKIV
FOTO: KARL VILHJáLMSS­ON/HBL-ARKIV
 ??  ?? Vid Aalto-universite­tet bygger man upp isen ovanifrån. Kylan som får isen att frysa kommer från luften, inte från vattnet.
Vid Aalto-universite­tet bygger man upp isen ovanifrån. Kylan som får isen att frysa kommer från luften, inte från vattnet.
 ??  ?? Storleksfö­rhållandet förändras inte linjärt när man förminskar skalan. Isens tjocklek, bärighet, hårdhet och densitet skalas med olika koefficien­ter. Det är ungefär samma fenomen som att en myra kan bära flerdubbel­t sin vikt medan en elefant bara kan bära en bråkdel.
Storleksfö­rhållandet förändras inte linjärt när man förminskar skalan. Isens tjocklek, bärighet, hårdhet och densitet skalas med olika koefficien­ter. Det är ungefär samma fenomen som att en myra kan bära flerdubbel­t sin vikt medan en elefant bara kan bära en bråkdel.
 ??  ?? Otto Puolakka, som har doktorerat i fartygstek­nik, är stolt över allt de har kunnat åstadkomma vid universite­tet. Isbassänge­n som han ansvarar för har en lång historia med många vetenskapl­iga upptäckter.
Otto Puolakka, som har doktorerat i fartygstek­nik, är stolt över allt de har kunnat åstadkomma vid universite­tet. Isbassänge­n som han ansvarar för har en lång historia med många vetenskapl­iga upptäckter.

Newspapers in Swedish

Newspapers from Finland