Forskare har ännu inte knäckt hemligheten med isen: "Finland är mästare på att utveckla arktisk teknologi"

Också utomstående parter använder den stora isbassängen till exempel genom företaget Aker Arctic, men kring de kommersiella samarbetena råder sekretess. Otto Puolakka, laboratorieingenjör, får inte säga om till exempel Viking Grace har testats i deras bassäng. Bild: Sören Jonsson/SPT

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

I ett gigantiskt frysrum vid Aalto-universitetet 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 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.

Totalrenovering gjorde susen

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.

Men trots den iskalla arbetsmiljön blir de tre arbetstagarna inte lättare förkylda än på någon annan arbetsplats, försäkrar Puolakka.

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.

Mycket kvar att ta reda på

Det finns så många olika former av is i naturen. Kärnis, stöpis, slät is, packis, hopsjunken is och snöis – för att nämna några. När Puolakka får frågan om han har någon nytta av sin yrkeskunskap i vardagen måste han tänka ett par sekunder.

– Egentligen inte. När jag rör mig på isen använder jag samma bondförnuft som alla andra.

Han brukar bära med sig en liten borr och tar ibland isprover som han senare analyserar. En bonus med att vara forskare är att jobbet är så roligt att man också gör det på fritiden, säger Puolakka.

Enligt honom 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.

Aalto satsar på isbrytning

Aalto Ice Tank byggdes på 1980-talet. Vattenmassan är en blandning av vatten och etanol och motsvarar ungefär hållfastheten på havsis.

Anläggningen har totalrenoverats 2015–2019 för över 8 miljoner euro. Staten finansierade största delen av renoveringen.

Aalto-universitetet har flera modellskepp som de använder i sina test. De är byggda efter verkliga skepp. En modell är tankern Uikku. Den verkliga Uikku sjösattes 1977 av oljebolaget Neste och går numera under rysk flagg.

Typiska experiment i bassängen kan handla om att mäta motstånd, drivkraft eller göra manövreringstest i isförhållanden. Dessutom kan man testa att vågbrytare, fyrar, sjömärken, vindkraftverk eller hamnar tål isbelastning.

När experimentet är över skjutsas isen ut ur bassängen. Om den skulle smälta på plats och ställe skulle det kunna ta flera veckor. Vanligtvis utförs 2–3 experiment per vecka.

Bassängen används av Aalto-universitetets forskare, av finländska och utländska universitet och dessutom används bassängen för både vetenskapliga och kommersiella experiment inom industrin.

Några ord om is

Kärnis bildas när vatten fryser till is. Kärnis i sötvatten är mycket klar och genomskinlig. Kärnis växer till på isens undersida till skillnad från vad den gör i Aalto Ice Tank.

I saltare vatten blir kärnis inte lika hård som i sötvatten. Isen i saltvatten får en grynig konsistens.

Stöpis är inte lika hållfast som kärnis. Den bildas av snö som pressas och fryser till is. Stöpis är kornig och grå till färgen.

Fast is är is som är sammanhängande och orörlig. Den kan också vara landfast.

Packis är is som har pressats mot land eller drivande is. Isvallarna smälter samman i ett virrvarr och fryser sedan fast i varandra.

Rutten is förekommer när isen börjar smälta. Isen blir då porös och mindre bärkraftig.

Källa: Meteorologiska institutet, SMHI och Think Ice.

Trädgårdsstaden har kvar sin charm

På 1950-talet gjorde den moderna trädgårdsstaden Hagalund finländsk stadsplanering världsberömd. I dag är det både gammalt och nytt boende som får bostadsköpare att vända sina blickar hitåt. 3.9.2019 - 09.17

Mer läsning