Τα πλοία έχουν σημαντικές περιβαλλοντικές επιπτώσεις κατά την κατασκευή, τη λειτουργία και όταν διαλυθούν, αλλά νέες προσεγγίσεις και σύνθετα υλικά για την αντικατάσταση του χάλυβα – εξακολουθούν να είναι δημοφιλή λόγω της αντοχής και του χαμηλού κόστους – θα μπορούσαν να κάνουν τα σκάφη πιο βιώσιμα, ανακυκλώσιμα και λιγότερο θορυβώδη για τα θαλάσσια των ζώων.
Η χρήση πλοίων για τη μεταφορά εμπορευμάτων συμβάλλει σημαντικά στις παγκόσμιες εκπομπές αερίων θερμοκηπίου, με περίπου 940 εκατομμύρια τόνους διοξειδίου του άνθρακα να απελευθερώνεται κάθε χρόνο. Στην Ευρώπη, η θαλάσσια ναυτιλία ευθύνεται για το 13% περίπου όλων των εκπομπών μεταφορών. Η ίδια η ναυπηγική βιομηχανία καταναλώνει ενέργεια και παράγει απόβλητα στο τέλος της ζωής του πλοίου, ενώ μόνο ορισμένα μέρη ενός σκάφους επανατοποθετούνται.
Μεταλλικές έλικες
Ο Krause και οι συνάδελφοί του ερευνούν τη χρήση νέων υλικών και τεχνολογιών για την κατασκευή συγκεκριμένων εξαρτημάτων μεγάλων σκαφών, από καμπίνες κρουαζιερόπλοιων έως πηδάλια, ως μέρος του έργου RAMSSES. Εξετάζουν, για παράδειγμα, πώς μπορούν να κατασκευαστούν μεταλλικές έλικες χρησιμοποιώντας μια τεχνική εκτύπωσης 3D που θα επέτρεπε κοίλες και πιο ελαφριές λεπίδες. Η έλικα θα είναι επίσης πιο αθόρυβη και θα εκπέμπει λιγότερη δόνηση. «Αν σκέφτεστε για περιβαλλοντικά οφέλη, πρόκειται επίσης για λιγότερο θόρυβο, ο οποίος είναι επιβλαβής για τα ζώα στη θάλασσα», δήλωσε ο Krause.
Η ομάδα παρήγαγε πρωτότυπα διαφόρων μερών, όπως ένα κύτος πλοίου από FRP. Δουλεύοντας με ένα ναυπηγείο στις Κάτω Χώρες που παράγει περιπολικά σκάφη, χρειάστηκε να αναπτύξουν έναν νέο τύπο ρητίνης που δεν θα πήγαινε πολύ γρήγορα αφού ήθελαν να δημιουργήσουν μέρος ενός κύτους ύψους έξι μέτρων.
Ήταν σε θέση να δείξουν ότι το σύνθετο κύτος του πλοίου τους θα είχε χαμηλότερες περιβαλλοντικές επιπτώσεις από ό, τι αν ήταν κατασκευασμένο από χάλυβα. Ζύγιζε πάνω από 24% λιγότερο, το οποίο υπολόγισαν ότι θα μείωνε το περιβαλλοντικό του αποτύπωμα κατά τη λειτουργία κατά 25%, λαμβάνοντας υπόψη παράγοντες όπως οι εκπομπές αερίων θερμοκηπίου και ο σχηματισμός αερολύματος, που επηρεάζουν την ποιότητα του αέρα.
Τα σύνθετα υλικά θα μπορούσαν επίσης να χρησιμοποιηθούν για την επισκευή κατεστραμμένων χαλύβδινων πλοίων και την παράταση της διάρκειας ζωής τους. Ένα έμπλαστρο κατασκευασμένο από σύνθετα υλικά, για παράδειγμα, θα μπορούσε να εφαρμοστεί σε ρωγμές ή να ενισχύσει περιοχές συγκολλημένες μεταξύ τους. «Εξετάζουμε τη σχέση μεταξύ σύνθετων κατασκευών και χάλυβα, προκειμένου να έχουμε έναν ευκολότερο τρόπο (να εκτελέσουμε) μια γρήγορη και ασφαλή επισκευή στο πλοίο», δήλωσε ο Carlo Cau, συντονιστής έργου και ανώτερος ερευνητής σε εταιρεία ναυτιλιακών ερευνών και συμβούλων με την επωνυμία Cetena στη Γένοβα , Ιταλία.
Σύνθετα υλικά
Μια άλλη προσέγγιση είναι να επικεντρωθεί στην κατασκευή ενός ολόκληρου σκάφους από σύνθετα υλικά, που ήταν ο στόχος του Jurado Fuentes και των συναδέλφων του. Διερεύνησαν τη δυνατότητα κατασκευής μεγάλων πλοίων μήκους άνω των 50 μέτρων από το FRP ως μέρος του έργου Fibreship. Ο κύριος στόχος τους ήταν να θέσουν τα θεμέλια για το σχεδιασμό και την κατασκευή αυτών των σκαφών, για παράδειγμα, καταλήγοντας σε οδηγίες σχεδιασμού και κριτήρια απόδοσης, τα οποία δεν υπήρχαν. «Μελετήσαμε διαφορετικές τεχνολογίες και τεχνικές εξελίξεις για να δείξουμε ότι είναι εφικτό να σχεδιάσουμε, να κατασκευάσουμε και να λειτουργήσουμε τέτοια είδη σκαφών», δήλωσε ο Jurado Fuentes.
Τα μέλη της ομάδας σχεδίασαν τρία διαφορετικά πλοία FRP: ένα πλοίο μεταφοράς εμπορευματοκιβωτίων, ένα ερευνητικό σκάφος αλιείας και ένα σκάφος που μπορεί να μεταφέρει φορτία, οχήματα και επιβάτες, γνωστά ως RoPax. Δεδομένου ότι ο σχεδιασμός των πλοίων μεταφοράς εμπορευματοκιβωτίων θα οδηγούσε σε ένα πιο ελαφρύ σκάφος, υπολόγισαν ότι θα μπορούσε να μεταφέρει σχεδόν 17% περισσότερο φορτίο όταν είναι πλήρως φορτωμένο σε σύγκριση με ένα αντίστοιχο χάλυβα. Με το σχεδιασμό των αλιευτικών ερευνητικών σκαφών, κατάφεραν να μειώσουν το συνολικό βάρος κατά 36%.
Ο σχεδιασμός τους RoPax θα οδηγούσε επίσης σε σημαντική μείωση του βάρους και ως εκ τούτου στην κατανάλωση καυσίμου. Δεδομένου ότι αυτός ο τύπος πλοίου ταξιδεύει με πολύ υψηλότερες ταχύτητες σε σύγκριση με τα δύο άλλα πλοία, τα οποία απαιτούν υψηλή ισχύ από τους κινητήρες, η εξοικονόμηση κόστους θα ήταν επίσης πιο σημαντική. «Είναι μια καλύτερη επενδυτική ευκαιρία σε σύγκριση με το χαλύβδινο σκάφος», δήλωσε ο Jurado Fuentes.
Αν και ο προϋπολογισμός της ομάδας δεν επέτρεψε την κατασκευή ενός πλήρους πρωτοτύπου πλοίου FRP, κατασκεύασαν ένα τμήμα ενός σκάφους ερευνητικής αλιείας σε εγκαταστάσεις στο La Ciotat της Γαλλίας. Με διαστάσεις 11 επί 11 επί 8,6 μέτρα, περιείχε ένα κάτω κατάστρωμα με μέρος ενός μηχανοστασίου και ένα επάνω κατάστρωμα με χώρο επιβατών. Η ομάδα μπόρεσε να αποδείξει ότι είναι εφικτή η κατασκευή μεγάλων κατασκευών από σύνθετα υλικά.
Απαιτήσεις
Αλλά υπάρχουν ακόμη εμπόδια που πρέπει να ξεπεραστούν προτού τα σύνθετα πλοία γίνουν πραγματικότητα. Ο Cau και οι συνάδελφοί του διαπίστωσαν ότι είναι δύσκολο ένα συστατικό του πλοίου να πληροί όλες τις διαφορετικές απαιτήσεις. Ένα πάνελ που δημιούργησαν, για παράδειγμα, ήταν ανθεκτικό στη φωτιά και είχε ικανοποιητικές μηχανικές ιδιότητες, αλλά δεν πληρούσε τα πρότυπα θορύβου και κραδασμών, τα οποία θα μπορούσαν να εμποδίσουν την άνεση των επιβατών επί του πλοίου. «Υπάρχουν πολλές πτυχές που πρέπει να ικανοποιηθούν και η ικανότητα να ικανοποιήσουμε όλες (από αυτές) στο ίδιο προϊόν είναι κάτι που προσπαθούμε να λύσουμε», δήλωσε ο Cau.
Απαιτείται επίσης περαιτέρω εργασία για την αντιμετώπιση της ανακύκλωσης πλοίων FRP στο τέλος της ζωής τους. Λίγες εγκαταστάσεις στην Ευρώπη είναι ικανές να ανακυκλώνουν σύνθετα υλικά, όπου οι ίνες, οι ρητίνες και άλλα υλικά πρέπει πρώτα να διαχωριστούν. «Σήμερα, είναι πολύ ακριβό να ανακυκλώνουμε πολλά στοιχεία του FRP», δήλωσε ο Jurado Fuentes. «Νομίζω ότι απαιτείται περισσότερη έρευνα και επενδύσεις».
Για μεγαλύτερα πλοία κατασκευασμένα εξ ολοκλήρου από FRP, η κύρια πρόκληση είναι να δείξουμε ότι πληρούν τα πρότυπα πυρασφάλειας που ορίζει ο Διεθνής Ναυτιλιακός Οργανισμός (IMO). Το FRP είναι ένα εύφλεκτο υλικό και επί του παρόντος θα ήταν δύσκολο να εκκενωθεί ένα σκάφος FRP εγκαίρως για να αποφευχθούν απώλειες. Οι υλικές του ιδιότητες επίσης δεν συγκρατούνται σε υψηλές θερμοκρασίες και επομένως ένα δοχείο θα μπορούσε να καταρρεύσει. Οι κατασκευαστές σύνθετων υλικών εργάζονται για την ανάπτυξη ρητινών FRP που δεν είναι εύφλεκτα και ο τρόπος με τον οποίο σχεδιάζονται οι χώροι επί του σκάφους θα μπορούσαν επίσης να βοηθήσουν στη βελτίωση της πυρασφάλειας.
Ο Jurado Fuentes πιστεύει ότι τα μεγάλα σύνθετα πλοία θα μπορούσαν να ξεκινήσουν την πλοήγηση σε περίπου 15 χρόνια, καθώς και κανονισμοί και πρότυπα για το σχεδιασμό και την κατασκευή έχουν καθιερωθεί και στη βιομηχανία. «Είναι θέμα βελτιωμένης τεχνολογίας που θα κάνει αυτά τα σκάφη ασφαλέστερα», είπε.
Πηγή: Cyprus-Mail