Otisak broda. Igorova promišljanja (38) Igor Belamarić

Transcription

1 Igorova promišljanja (38) Otisak broda Igor Belamarić Živa bića ljudi, životinje, ptice ostavljaju otisak, biva i trajni. Biljke i brodovi također. Brod ostavlja otisak, trag u moru i u zraku. Ostavlja ga i na kopnu, za vrijeme rađanja i smrti svoje. Svi ti otisci imaju entropijski učinak. Uzrokuju njezin pogubni rast. Naša bi najpreča i trajna zadaća bila ublaživanje otiska, smanjivanje gradienta rasta entropije. Postajući svjesni pogibelji uvodimo poticajne formule i slogove, npr. Energy Efficiency Design Index (EEDI), održivi razvoj kao vitalni pojam, zeleni brod i drugo. EEDI izražavajući odavanje CO 2 po količini tereta i prevaljenom putu (EEDI = CO 2 emission / transport work) dobiva pohvale, ponegdje i stanovite rezerve, npr. u primjeni na RoPax brodove. Definiranje, kvantificiranje održivog razvoja pak objektivno jest teško, relativizira ga se već i prema statusu pojedinih zemalja. Računa se da brodovi odaju oko 3 posto od ukupne emisije CO 2 u svijetu. Predmnijeva se povećanje toga postotka, jer se računa s porastom pomorskoga prometa. Shodno teku nastojanja oko smanjivanja snage i potroška goriva. Snižava se brzina u službi broda, time i snaga i potrošak goriva. Pritom će, naravno, plovidba od A do B dulje trajati, pa je tu potrebno naći i zadržati odgovarajuću mjeru. Dakle, ugrađuje se glavni stroj velike snage, zatim se ta snaga smanjuje (derating) na recimo 60 posto MCR, i niže, da bi se snizili potrošak i škodljiva emisija. Umjesto toga zacijelo je bolje odmah ugraditi stroj manje snage (time i manje mase), te koristiti oko 85 posto MCR, jer će tako biti manja vlastita masa LS i istisnina broda Δ, a time otpor i snaga propulzije, te potrošak goriva. Smišljaju se i raznovrsni dodaci, privjesci u području propelera i kormila, da bi se povisio stupanj djelovanja propulzije. Međutim svi ti privjesci, po pravilu, imaju i negativne učinke, a kadšto mogu ugroziti sigurnost broda. Primjerice fiksni i pomični dodaci tijelu kormila povećavaju naprezanja istoga, pa i njegovo nošenje. Zdrava osnova broda najbolji je i najvažniji čimbenik u nastojanju da se smanje snaga pogona, izgaranje i potrošak goriva, da se ublaži otisak broda. Laka dostupnost snage i goriva 539

2 B dovodi do instaliranja visokih snaga. Usporedo s tim i do hidrodinamički nepovoljnih glavnih protega broda i njihovih omjera, kao i do nepovoljno visokih koeficijenata forme, poglavito koeficijenta punoće C B. Primjerice tamo gdje smo nekoć imali omjer L/B oko 7 i više, danas imamo 6 i niže. Također kod oceanskog broda, nekoć s omjerom B/T = 2 2,5, danas imamo oko 3 i više. Kod pojedinih tipova broda koeficijent C premašuje 0,8, sežući čak do 0,87. BB To znači da današnji tipični brod, za održavanje zadane brzine na valovitom moru, treba veću snagu i troši više goriva od analognog vitkijeg broda. To jest grijeh onih koji se pri određivanju glavnih protega i koeficijenata forme broda, među inim, ravnaju prema cijeni goriva. To naime znači: ako je cijena goriva niska, odmjerit će viši koeficijent C B. B Istisninu broda tvore dvije sastavnice: vlastita masa LS i ukupna nosivost DW, tj. Δ = LS + DW. Budući da istisnina utječe na otpor, naša je stalna težnja da ona, za danu nosivost, bude što manja, odnosno da kvocijent DW/Δ bude što veći. To pak upućuje na što manju vlastitu masu broda LS. Stoga pri osnivanju nastojimo racionalno dimenzionirati i opremiti brod. Drugi razlog za štednju i postizavanje što manje vlastite mase LS jest želja da ukupni troškovi izgradnje broda budu što manji. Racionalno projektiranje i konstrukcija podrazumijevaju štednju koja nipošto neće ugroziti sigurnost broda. Postizavanjem visokoga kvocijenta DW/Δ, uz navedene premise, smanjuju se otisak broda i rast entropije. Taj bi aksiom trebao biti usvojen kao zajednički interes brodovlasnika i brodograditelja, i šire. Vlastitu masu LS tvore tri glavne sastavnice: 1) čelični trup, nadgrađe i kućice, 2) pogonski uređaj i 3) oprema broda. Što nam tu praksa pokazuje? Dugogodišnja nam praksa govori da se brodograđevna znanost usredotočila na čeličnu konstrukciju, na smanjivanje njezine mase, dok druge dvije sastavnice uporno izmiču našoj pozornosti. Proučavanje čvrstoće, usavršavanje čelične konstrukcije trajni je proces, nezaustavljivi. Pritom štedeći, stanjujući pojedine elemente, ne bi se smjelo zaboraviti da korozija napreduje apsolutno, ne štedeći tanji lim, i da je čelični trup, njegova opna, oplata, sama bit ploveće nam tvorbe. Praksa nam pokazuje kako druge dvije sastavnice vlastite mase LS kriju mnoge nepotrebne elemente čije bi izostavljanje povisilo omjer DW/Δ, smanjilo snagu propulzije, potrošak goriva i otisak, a brod učinilo sigurnijim. Za ilustraciju evo, ovdje, samo teretni uređaj: palubne dizalice i grotla. Vlastiti pretovarni uređaj veliko je i višestruko opterećenje broda. Ono ima zamjetnu masu, iziskuje pouzdano temeljenje remeteći brodsko tkivo, utječe na bilancu energije broda, iziskuje trajno održavanje, kormilaru smanjuje vidljivost, smeta lučkim pretovarnim uređajima, smanjuje stabilitet broda, kao vrlo skupi rekvizit povisuje cijenu i, nadasve, ugrožava sigurnost broda. Pad, nekoć samarice, a danas grane dizalice na poklopac grotla, osobito grotla skladišta br. 1, uzrokovalo je progresivno naplavljivanje, te potonuće mnogih brodova s njihovim posadama. Sjetimo se našeg Dunava, nosivosti dwt, koji je s 32 člana posade nestao na Tihom oceanu. Pored ostalih stupova, imao je i dva stupa sa samaricama na pramčanom kaštelu, gdje su gibanja na valovitome moru najveća... Zaista, vlastite dizalice i pripadajuća im oprema teški su uteg za svaki brod. I već je toliko ljudskih života s njima izgubljeno. Stoga se odluka o njihovoj ugradnji više ne smije prepustiti neupućenim subjektima, nego bi to moralo biti u domeni ovlaštenih državnih, odnosno pomorskih institucija. Današnji bulker kao jednopalubni brod s teretnim grotlima čija širina prelazi 0,5B i sa, skoro po pravilu, minimalnim brojem skladišta, odnosno poprečnih nepropusnih pregrada, vrlo je ranjiv. Shodno, pogledajmo nekoliko primjera. U Danskoj je godine razvijen projekt Seahorse 35, reklamiran kao zeleni brod budućnosti. Pritom se brodovlasniku nudi na izbor mjera zelene tehnologije koja će biti ugrađena. Razmjerno toj mjeri povećava se i cijena broda. Ističe se da će Seahorse 35 znatno smanjiti odavanje CO 2 te NOx, SOx i čestice. Navode se specifični propisi IMO, koji bi mogli uputiti na primjenu skupljih goriva. Seahorse 35 brod je s plitkim gazom da može 540

3 uplovljavati u luke ograničene dubine. Ima pet skladišta, široka grotla i dvobok koji se pod pravim kutom spaja s dvodnom. Bulk carrier Seahorse 35 Evo i glavnih značajki: Duljina preko svega 180,00 m Širina... 30,00 m Visina 14,70 m Gaz, maks. 10,10 m Ukupna nosivost dwt Brzina u službi 14 čv Glavni stroj MAN B&W 5S50MC-C MCR 8300 kw pri 127 o/min SMCR 7500 kw CSR 6300 kw Procijenivši, prema planu broda, da je duljina L PP oko 177 m, proizlaze omjeri L/H = 12 i B/T = 2,97. Dakle, oba omjera neracionalno visoka. Naime s L/H oko 10 i B/T bliže 2, brod bi sa stajališta otpora i propulzije kao i svekolike ekonomičnosti bio bolji, osobito EEDI. Biva prečesto da se daje prednost plovidbi od posljednjih nekoliko milja, nasuprot neograničenoj oceanskoj koja se proteže tisućama milja. Sa stajališta manjega prirasta entropije problem trivijalan, rješiv primicanjem luke/terminala. Drugo što također bitno pogoršava sliku jesu četiri 30-tonske dizalice, sa svojom fizikom. Veliki grotleni otvori s b/b = 0,69 također povećavaju vlastitu masu LS i ugrožavaju sigurnost broda. Ove opaske reduciraju isticano 'zelenilo' i pogoršavaju EEDI broda. Napokon, treba konstatirati da se od kupljene i ugrađene MCR koristi samo 76 posto. Pritom bi još trebalo imati na umu kombinirani učinak smanjenih omjera L/H i B/T na smanjenje mase LS i Δ, sukladno i koeficijenta C B, B te otpora i snage propulzije. Eto, možda se u kampusu našega Brodarskog instituta razvije morski konjic s L PP B H = , bez vlastitoga teretnog uređaja, sa 7 skladišta, što bi povećalo fleksibilnost, čvrstoću i mjeru nepotonivosti broda. Dakle da se ponudi tržištu još zeleniji brod, u punom i najboljem smislu pojma. 541

4 Turska je brodogradnja u postojanom usponu. Odanle godine dolaze handy-size bulk carrieri klase Bulk Flower. Taj workhorse od dwt ima dvobok i građen je prema Common Structural Rules. Glavne izmjere: Duljina preko svega 159,20 m Duljina između okomica ,40 m Širina... 25,00 m Visina 13,25 m Gaz, maks. 9,81 m Handy-size bulk carrier klase Bulk Flower Ima samo 4 skladišta, vrlo široka grotla (b/b = 0,72) i tri 35-tonske palubne dizalice. S pet skladišta i užim grotlima, bez dizalica, brod bi bio sigurniji i lakši, a otisak blaži. U praksi se često računa uštedom, ovako: jedno skladište manje, jedna pregrada manje, jedno grotlo manje Drugo je pitanje je li to mjesto gdje se uistinu štedi. K tome, kod kraćih skladišta i grotla će biti kraća. Glavni stroj MAN Diesel 8S35MC, MCR = 5920 kw pri 173 o/min, osigurava 13 čvorova u službi. Iznenađuje što nije odabran sporiji motor 5S40 s MCR = 5675 kw pri 146 o/min, ovdje za propulziju bitno bolji. Ili, makar, 7S35 s MCR = 6090 kw pri 167 o/min. Supramax bulk carrier JS Amazon 542

5 U Kini je godine izgrađen supramax bulk carrier, dwt, JS Amazon. Brod je dobio prvi certifikat EEDI, izdan od Bureau Veritasa, uz tvrdnju da je izmjereno odavanje stakleničkih plinova 20 posto bolje od minimuma prema normi Marpol Annex VI. Ističu se optimiziranje čelične konstrukcije trupa i proizišla ušteda, čime je vlastita masa broda LS smanjena za 160 t. To je dobrodošli dobitak, osim ako nije pretežito rezultat stanjivanja izvanjske oplate. I opet se nameće usporedba s masom instaliranih palubnih dizalica, 4 36 t SWL, njihovim postoljima, temeljenjem, jačom brodskom centralom, te proizišlom većom ukupnom masom LS za oko 400 t. Dakle s jedne se strane uštedi 160 t, pritom ugrožavajući čvrstoću i sigurnost broda, ovisno o načinu olakšavanja čelične konstrukcije trupa, dok bi se s druge strane izostavljanjem palubnih dizalica smanjila masa LS i istisnina Δ za oko 400 t, uz dalju proizišlu dobit: povećanje brzine i sigurnosti broda. Bulk carrier Seatransporter U Japanu se gradi Seatransporter, dwt, bulker prikladan za drvene trupce. Ističe se da je to fuel-efficient shallow draught ship, hvaljen kao Brod budućnosti, u svojoj domeni. Tako hvaliti brod s plitkim gazom, s omjerom B/T = 3,2, a priori je contradictio in adiecto. Pet je skladišta sa širokim grotlima (b/b = 0,7), koje poslužuju 4 dizalice. Naveden je EEDI od 5,55 g/t-nm, kao jedan od najnižih u svojoj klasi. Za brod koji bi imao manji omjer B/T, i bez teretnog uređaja, EEDI bio bi još niži! Podvodni je dio krme prilagođen da bi se optimizirala interakcija između trupa i propelera. Ispred vijka postavljene su privodne sapnice za homogeniziranje sustrujanja, a na tijelu kormila dograđen je bulb sa strujnim pokrovom. Time se, jednostrano i dvojbeno, reklamira povišenje djelotvornosti propulzije za 11 do 15 posto. No, istodobno ti dodaci ugrožavaju sigurnost, tim više jer je riječ o polubalansnom kormilu s jako opterećenim konzolnim nosačem. *** U plovidbi grane se dizalica preklapaju i osiguravaju morskim vezom. Zatajivanje morskog veza na olujnome moru može imati kobne posljedice za brod i ljudske živote. Kad se pretovar obavlja lučkim dizalicama morski se vez brodskih dizalica oslobađa, a grane odmiču i fiksiraju u neutralni položaj. 543

6 Korpus dizalica, s granama, desetak je metara iznad palube, na stupovima. Na olujnome moru brod se valja, ljulja, ponire, posrće s njim i dizalice silno naprežući spoj s palubom, postolje i temelje. I sve to u oceanskoj plovidbi može trajati danima. Kod velikih grotlenih otvora ne biva lako postići čvrstoću i nepropusnost poklopaca. Dolazi do klizanja i međusobnih pomaka. U stožerima brodarskih tvrtki razmatra se ugradnja teretnog uređaja: da, ili ne. Često prevagne mnijenje: ugraditi, jer možda ustreba. Ili pak, razlog: brod s dizalicama ljepše i bogatije izgleda. A prečesto se događalo da isti uređaj u životu broda nije ni pokrenut, jer je brod zalazio u luke opremljene pretovarnim uređajima. Također se događalo da vlastiti teretni uređaj, godinama neodržavan, i u teškim uvjetima na moru, kad je ustrebalo nije mogao biti pokrenut. Neobazrivo smanjivanje dimenzija elemenata brodskoga trupa, osobito stanjivanje izvanjske oplate, može ugroziti čvrstoću brodskog nosača. Nasuprot tome izostavljanje teretnog uređaja i primjerenost grotlenih otvora povećavaju sigurnost broda, istodobno smanjuju vlastitu masu LS i istisninu Δ. Manja istisnina Δ znači manji otpor, odnosno manju snagu propulzije za danu brzinu. Naposljetku javlja se i pojam etike. Naime brod oslobođen vlastitoga teretnog uređaja, i druge suvišne opreme, imat će manji rast entropije i blaži otisak. 544