Forskere på Svalbard lager og knuser is for å øke sikkerheten for faste installasjoner i Arktis.  (Foto: Anne Sliper Midling, NTNU)
Forskere på Svalbard lager og knuser is for å øke sikkerheten for faste installasjoner i Arktis. (Foto: Anne Sliper Midling, NTNU)

Knuser is for å berge plattformer

Målet er å finne ut hvordan isen påvirker konstruksjoner, og omvendt, under de til tider svært tøffe forholdene i Arktis.

Published

Vinteren har vært varm på Svalbard i år. Det gjelder ikke laboratoriet der Niek Heijkoop jobber. Her er det stabilt – ti grader.

– Jeg håper resultatene mine kan brukes i datamodeller, forklarer Niek Heijkoop, som har valgt å tilbringe flere måneder om gangen ved drøyt 78 grader nord. Laboratoriet hans ligger inne i lokalene til Universitetssenteret på Svalbard (UNIS) i Longyearbyen.

Masterstudenten Heijkoop fra Universitetssenteret på Svalbard (UNIS) og TU Delft i Nederland jobber sammen med folk fra blant annet NTNU for å teste is som påføres sykliske, altså regelmessige, belastninger. Arbeidstøyet er tjukke klær og støvler. Det trengs inne i de spesialbygde kulderommene.

Men hvorfor i all verden trenger vi å vite hvordan is reagerer når den utsettes for sykliske belastninger over tid?

Skal gjøre leting trygt

Det er ikke akkurat en hemmelighet at temperaturen på kloden har gått opp de siste årene. Dette åpner så klart for uro og mange spørsmål. Men noen ser også muligheter.

Allerede i dag er det relevant for vindturbiner i Østersjøen. I framtida kan flere skip kanskje bruke nordlige farvann når de blir isfrie. Men noen snakker også om at mildere vær gjør at vi kan lete mer etter olje, mineraler og andre ressurser i nord. I så fall kan vi trenge faste installasjoner. Disse installasjonene må tåle de til tider temmelig tøffe forholdene som du finner noen få grader sør for Nordpolen.

For å gjøre leting og eventuell utnytting tryggest mulig må vi vite hvordan isen rundt faste og flytende installasjoner reagerer under forskjellige forhold.

En stabil plattform her nord kan bli omgitt av is store deler av året. En slik installasjon vil bevege seg, påvirke isen og igjen bli påvirket av den. Disse bevegelsene vil være repeterende over lengre tid på grunn av mer eller mindre stabile bølgebevegelser. Vi må derfor undersøke hvordan slike repeterende bølgebevegelser påvirker isen.

Trykket som oppstår i isen på grunn av disse bevegelsene kan simuleres i laboratoriet her ved UNIS.

Niek Heijkoop har valgt å tilbringe flere måneder om gangen ved drøyt 78 grader nord. Laboratoriet hans ligger inne i lokalene til Universitetssenteret på Svalbard (UNIS) i Longyearbyen. (Foto: Anne Sliper Midling, NTNU)
Niek Heijkoop har valgt å tilbringe flere måneder om gangen ved drøyt 78 grader nord. Laboratoriet hans ligger inne i lokalene til Universitetssenteret på Svalbard (UNIS) i Longyearbyen. (Foto: Anne Sliper Midling, NTNU)

Lager isen selv

– Det er grunnleggende fysikk, sier Heijkoop.

Sjøis har en styrke som er følsom overfor blant annet hvor hurtig vi påfører belastninger. Dette gjelder også når vi påfører isen sykliske belastninger.

For sjøis er for eksempel bølger en naturlig belastning som opptrer syklisk med en bestemt periode. Derfor er det viktig å undersøke styrkeegenskapene til sjøis for slike belastninger.

Konstruksjoner kan også bevege seg med en bestemt periode som følge av at isen kan presses og knuses mot konstruksjonen. Det er da viktig å forstå hvordan isens styrke påvirkes som følge av den sykliske belastingen fra konstruksjonen.

Utfordringen ligger blant annet i å få sammenlignbare resultater. Det betyr at isprøvene som utsettes for trykk må være like nok til at resultatene fra ulike tester kan gi reelle svar. Da nytter det ikke å gå utendørs for å forsyne seg av en tilfeldig isklump.

Isen som testes i laboratoriet på Svalbard lages da også innendørs for å få den så lik som mulig fra test til test.

Langsiktig arbeid

Heijkoop får hjelp fra flere andre forskere, blant annet postdoktor Torodd Skjerve Nord fra NTNU, som også er adjunkt og førsteamanuensis ved UNIS.

– Arbeidet til Niek Heijkoop er starten på et langsiktig arbeid med å forstå bedre hvordan is blir påvirket av sykliske belastninger. Dette er undersøkt delvis fra før, men ikke nok. For eksempel vet vi en del om hvordan sjøis oppfører seg under sykliske belastninger ved minus ti grader, mens vi vet veldig lite om hva som skjer når temperaturen stiger til minus fem grader, sier Skjerve Nord.

– I en større sammenheng ønsker vi å forstå om dette kan ha påvirking på hvordan vi bør beskrive isen i numeriske modeller som regner ut belastninger og respons i konstruksjoner.