Enormt basseng i Trondheim:
Aldri er det stilt så høye krav til betong

Det var ingen enkel oppgave Statsbygg fikk i fanget da Norsk havteknologisenter fikk klarsignal til å stikke spaden i jorda på Tyholt i Trondheim.

– Jeg har ikke hatt en mer utfordrende oppgave i hele min karriere, sier prosjektleder i Statsbygg, Arild Mathisen.

I den kjempestore byggegropa skal det bli to topp moderne testbasseng. Vegar Johansen er administrerende direktør i Sintef Ocean. 

Han forteller at de allerede har fått forespørsler fra kunder som vil være først i køen når alt er klart. For det er fortsatt et stort behov for å teste utenfor datamaskinene.

– Det er rett og slett mye man ikke kan simulere eller beregne selv med avanserte dataprogram. Det er når vi kombinerer simuleringer og fysiske tester at vi ser hva som eventuelt må endres og justeres, sier Johansen.

Når modeller av et skip, en merd eller turbiner for havvind testes i bassengene, får de prøve seg under realistiske forhold.

– Testene gjør at vi får pålitelige og helt nødvendige data for hvordan konstruksjonen takler forholdene til havs, forteller Johansen.

Grå hår og skyhøye krav 

Da ekspertene ved Sintef Ocean satte opp kravspesifikasjonene til bølge- og strømningsanlegget i Havbassenget, fant de ut at det de hadde behov for ikke eksisterte.

– Vi var nødt til å koble erfarne ingeniører i byggenæringen sammen med spesialister og forskere i NTNU og Sintef for å finne en løsning, sier Johansen.

Og nettopp det har satt grå hår i hodet på Statsbygg og prosjektleder Mathisen. Kravene til nøyaktighet og kvalitet i alle ledd er utfordrende, men også helt nødvendige for at bassengene skal kunne gjennomføre de testene de bygges for å utføre.

– Vi må få det til. Det er dette som skiller Norsk havteknologisenter fra alle andre, sier Mathisen.

For kvaliteten på bølger, strøm og måleutstyr er «beyond» det meste. Og det krever også helt spesielle deler. 

Spon og løse stålbiter i bassenget kan ikke finnes i det nye strømningsanlegget. Derfor har Nordic Steel prefabrikkert 2.500 komponenter i rustfritt stål. Det er nesten som et gigantisk teknikk-legosett som må settes sammen. Denne gangen heldigvis med bruksanvisning.

– Alt skal skrus og boltes på plass. Betongarbeidet, skinnene og festeplater må stemme på millimeteren, sier forskningssjef for skip og havkonstruksjoner i Sintef Ocean, Dariusz Fathi.

Ekstreme tilstander og betong uten sidestykke

Strømningsanlegget vil drives av rundt 90 pumper. De skyver vann tilsvarende 2,5 ganger vannmengden i Nidelva rundt i havbassenget. 

Det må til når kravene til fremtidens konstruksjoner gjør at de må testes både med bølger og strøm. 

Skal du klare å gjenskape ekstreme miljøtilstander, er vannmengder i denne skalaen noen ganger nødvendig.

– Med bølge- og strømningsanlegget her kan vi lage komplekse bølgesystemer mer likt virkeligheten. Vi får verdens mest avanserte havlaboratorier med alle muligheter til å etterligne virkeligheten i modellskala, sier Fathi.

Å kunne teste skip og konstruksjoner i realistiske sjøtilstander, både med tanke på sjøegenskaper, manøveregenskaper og energieffektivitet kjenner verken Fathi eller Johansen til at andre laboratorier kan gjøre.

Også betongen som brukes, er ikke akkurat hyllevare. Den må være uten membran og 100 prosent vanntett. I tillegg må den tåle ekstreme krefter fra bølger. Her har eksperter på betong jobbet tett sammen med entreprenøren HENT. 

Resultatet er en type betong som ikke er brukt noe annet sted.

Blåhval, jordkrumning og millimeterpresisjon

Sjøgangsbassenget er 180 meter langt. Det tilsvarer et hurtigruteskip og et olympisk svømmebasseng. 

Når modellbåtene skal testes der, kjøres en spesiell kjørevogn, på rett under 200 tonn, på skinner langs hele bassenget. Altså omtrent som vekten av verdens største dyr, blåhvalen. Eller 4 vogntog om du vil.

Hurtigvognen gjør det mulig å teste hurtiggående fartøy i alle tenkelige bølgeretninger i opptil 80 knop. Det er nesten 150 km/t.

For at testene skal være gode nok, er det ikke rom for avvik. Testene må kunne repeteres flere ganger under nøyaktig helt like forhold. Da kan ikke noe som helst av ytre årsaker bevege seg så mye som en millimeter. Det har betydning for støttesystemene i tak og vegger.

Det er også brukt store mengder ekstra armering i betongen som forsterker bygget. Men, alt dette er ikke nok. For også jordas krumning tas med i regnestykket. Vognen må følge jordradien, som i dette bassenget er på mellom seks og syv millimeter.

Forskningsmiljøet på Tyholt har siden 1939 vært med på utviklingen av det meste innen skip og flytende konstruksjoner. Nesten alle oljeplattformer på norsk sokkel er testet i Havbassenget. Det har skaffet Norge en unik posisjon og skapt enorme inntekter for staten og næringslivet.

Med det nye senteret regner Johansen med å kunne fortsette å bidra til nasjonens inntekter og opprettholdelse av velferdssamfunnet.

Et eldorado for studenter og forskere

Studentene får et helt eget hus i det nye senteret med egne laboratorier hvor teori kan testes i praksis.

– Vi utdanner kandidater til hele den maritime industrien og har mange forskningsprosjekter hvor disse laboratoriene vil komme til nytte, sier Sverre Steen, professor og leder for Institutt for marin teknikk ved NTNU.

Studentenes boltreplass får navnet Arkimedes’ hus. Det blir liggende vegg i vegg med bassengene og kontor- og undervisningsbygget som allerede står ferdig. Undervisningsbygget har fått den høyeste internasjonale miljøsertifiseringen, BREEAM Outstanding.

Nærheten mellom studenter, forskere og laboratorier gjør at studentene blir en del av forskningen og kan bidra med ideer og utviklingsforslag. Målet er at bygget skal legge til rette for samspill mellom menneske, maskin og miljø. Dette blir ikke bare tradisjonelle laboratorier.

– Det å få sett fysisk det de lærer teoretisk er gull når dagens studenter ikke har praktisk erfaring fra verken skip eller industri, sier Steen.

Det studentene vil lære her, tar de med seg ut i arbeidslivet. 

Grønn fremtid

Kundene i bassengene tester skip, merder, havvindskonstruksjoner, flytende solcelleanlegg og andre flytende strukturer. De testes for å sjekke at designet er sikkert og tåler stadig mer krevende forhold til havs. Før det investeres i bygging.

– Når havnæringene skal utvikle mer lønnsomme og bærekraftige løsninger, har det noe å si om konstruksjonen blir testet i Trondheim eller utenlands. Økt kompetanse og kunnskap i Norge er en investering for oss alle. Investeringen her bidrar til arbeidsplasser og gir ringvirkninger langs hele kysten, sier Johansen.

Grunnleggerne av Skipsmodelltanken var ekstremt framsynte da de planla og bygget Slepetanken, som stod ferdig allerede i 1939.

Artikkelen er produsert og finansiert av Sintef

Sintef er én av over 80 eiere av forskning.no. Deres kommunikasjonsansatte leverer innhold til forskning.no. Vi merker dette innholdet for å tydelig skille formidling fra uavhengig redaksjonelt stoff.
Her kan du lese mer om ordningen.

Les også disse artiklene fra Sintef:

• 

  Fikk nye vernesko – kunne droppe smertestillende

• 

  Nytt superstoff baner vei for oljefri skipsfart

• 

  – Vi kan skape nye stoffer av klærne du kaster

• 

  Når gjerder ikke er nok: Hvordan unngå å kollidere med dyr?

• 

  Slik kan elektriske skip lade i åpen sjø

• 

  Slik vil forskerne beskytte strømnettet fra nordlysets mørke tvilling

Les flere saker fra Sintef her.

forskning.no vil gjerne høre fra deg!
Har du en tilbakemelding, spørsmål, ros eller kritikk? TA KONTAKT HER