Eesti Mereakadeemia rohelise meretehnoloogia ambitsioonides on säästvate merenduspraktikate juurutamine kooskõlas üleilmsete ja piirkondlike direktiividega. Tulevikku suunatud uurimissuund kattub nii rahvusvaheliste kestlike eesmärkidega kui ka juhib merendustehnoloogia innovatsiooni.
Kliimamuutustega seotud väljakutsete hulgas on osalus keskkonnasäästliku merendustehnoloogia alases uurimistöös oluline, see pakub potentsiaalseid läbimurdeid mereoperatsioonide keskkonnamõju vähendamisel ja toetab üleminekut säästvamatele veolahendustele.
Seetõttu on Eesti Mereakadeemia rohelise meretehnoloogiaga seotud uurimissuuna eesmärk pakkuda valdkonda reguleerivate ja poliitiliste organite (IMO, HELCOMi, EL-i Läänemere piirkonna strateegia ja rahvusvaheliste säästva arengu lepingute) deklareeritud põhimõtete ja strateegiate teaduspõhist rakendamist, juurutades nutikaid, ohutuid ja keskkonnasäästlikke lahendusi, ning ühtlasi suurendada meresõidukite jõudlust.
Esimene uurimissuund neljast puudutab ohutust ning keskendub meetodite väljatöötamisele, et vähendada kiirlaeva liikumise mõju laevaperele ja laevasüsteemidele. Teiseks uuritakse heitmekoguste vähendamise võimalusi ning keskendutakse sealjuures kütusesäästlikele laevakere vormidele, optimeerimisele ja heitmevabadele jõuseadmetele. Kolmandaks fookuseks on laevade nutikam projekteerimine ning neljandaks veesõidukite hüdrodünaamika, milles on tähelepanu keskmes hüdrodünaamilise tõhususe suurendamine ning töötatakse vastupanu ja tõukejõu suurendamise lahenduste kallal.
Rohelist meretehnoloogia innovatsiooni veab rahvusvaheline meeskond
Rohelise meretehnoloogia alast uurimistööd teeb kolmeliikmeline meeskond: doktorandid Rasul Niazmand Bilandi ja Fatemeh Roshan ning professor Jakub Jerzy Montewka.
Uurimisvaldkonda tutvustavad lähemalt Rasul ja Fatemeh (mõlemad akadeemias alates 2021. a-st). Nad on pärit Iraanist ja tulid Eestisse tänu akadeemia pakutavaile võimalustele meretehnoloogia teadusuuringuteks. Mõlemad viibivad parasjagu Erasmus+ programmi raames Itaalias Napolis, kus nad saavad kohaliku ülikooli ressurside abil oma uurimisteooriaid praktikas katsetada.
Erinevalt Eesti haridussüsteemist suunatakse Iraanis iga noor õppima kohalikku ülikooli erialale, mis vastab kõige paremini tema teadmiste kontrolli tulemustele ja eelistustele. Selle süsteemi alusel jõudsid Rasul ja Fatemeh merendusvaldkonda, kus nad on jõudnud doktorantuuri lõpetamise lävele.
Uued lahendused kütust säästvatele kiirlaevadele ja revolutsioon merenduses
Rasul selgitab, et IMO kasvuhoonegaaside heitmekoguste vähendamise strateegia tõttu on tekkinud tugev nõudlus kütusesäästlike laevade järele. “Läänemere piirkonna laevad ohustavad paratamatult nii mere- kui ka õhusaaste tõttu meie ökosüsteemi. Seetõttu otsustasin keskenduda oma doktoritöös kütusesäästlikele kiiretele väikelaevadele, võttes arvesse sõidu- ja manööverdusliikumist merel,” kirjeldab Rasul.
Ta täpsustab, et Läänemerel on levinud kiirlaevad, mida on peamiselt ranniku lähedal kokku üle 3,5 miljoni. “Seega on kütusesäästliku kiirlaeva arendamine vajalik väljakutse,” tunnistab ta. “Redaanidega kered pakuvad võimalusi kütusekulu vähendamiseks, kuid konkreetsete projekteerimisjuhisteta jääb redaanide optimaalne kuju ja paigutus ning mõju merekindlusele ja manööverdamisele ebaselgeks,” kirjeldab Rasul ja lisab, et seetõttu on tema lõputöö eesmärgiks uurida erinevate astmeliste kerede hüdrodünaamikat, et selgitada välja kõige kütusesäästlikum konstruktsioon. “Töö raames arendatakse välja arvutuslik vedelikudünaamika (CFD) ja matemaatilised mudelid, mille tulemusena valmivad redaanidega liugkere projekteerimisjuhised.”
Kiirlaeva laevapere ohutuse ja tõhususe suurendamine
Fatemehi uurimisvaldkond keskendub omakorda väikeste kiirlaevade ohutuse parandamisele, mis on samuti tugevalt seotud rohelise meretehnoloogiaga. “Oma uurimistöös hindan esmalt meeskonna ohutust kiirlaeva pardal ja võrdlen seda ohutusstandarditega, hinnates seejärel inimeste tervise ja mugavuse ohtu," selgitab ta.
Kuna inimeste terviseriskide peamised põhjused on tormises vees kere liikumisest tulenevad vibratsioonid ja põrutused, keskendub Fatemeh kahele lähenemisviisile inimeste ohutuse parandamiseks kiirlaevade pardal. Need võivad olla laevakere liikumiste vähendamine liikumist vähendavate seadmete abil ja löögi või vibratsiooni leevendamine lööki summutavate istmete abil.
„Uurides liikumist vähendavaid seadmeid, analüüsin nende tõhusust laevakere liikumise vähendamisel. Need seadmed võivad oluliselt vähendada ka kütusekulu, vähendades kere takistust ja sellest tulenevalt ka mootori võimsust soovitud kiiruse saavutamiseks,” selgitab Fatemeh uurimissuuna mõju rohetehnoloogiale. "Seetõttu saab liikumist vähendavate seadmete rakendamine parandada olemasolevat kiirlaeva kahest vaatenurgast: laevapere ohutuse ja kütusesäästlikkuse aspektist."
Tema uurimistöö teises osas prognoositakse matemaatiliste mudelite abil ka erinevate põrutust leevendavate istmete efektiivsust vibratsiooni leevendamisel ja inimeste turvalisuse parandamisel.
Eesti - strateegilise asukohaga merendusteadmiste keskus
Mõlemad teadlased leiavad, et Eestis olev merenduse teave ja riigi strateegiline asukoht on meretehnoloogia arengu ning innovatsiooni oluliseks tugevuseks. See oli ka põhjus, miks Rasul ja Fatemeh valisid oma uurimisvaldkonnaga tegelemiseks Eesti Mereakadeemia - vaatamata sellele, et neil puudusid eelnevad teadmised ja kontaktid Eestis.
Kuigi mõlemad teadlased on uhked oma võimaluste üle akadeemilises ringkonnas, on nad seisnud silmitsi ka väljakutsetega, millele nüüd on lahendusi leitud. "Pean tegema matemaatilise mudeli väljatöötamiseks eksperimentaalseid teste, mis on suurte kulude tõttu kujunenud korralikuks väljakutseks. Selle tulemusel tulin viiekuulisele Erasmuse praktikale Napoli ülikooli tööstusinseneeria osakonnas, mis pakub paremaid võimalusi praktiliseks testimiseks võrreldes näiteks Kuressaare Kolledži ja sealse katsebasseiniga,“ kirjeldab Rasul. Ka Fatemeh liitub sama vahetusõppe programmiga samas ülikoolis - samadel põhjustel.
Sellegipoolest tunnevad mõlemad teadlased huvi jätkata võimalusel oma tööd ja tegevust Eestis ka pärast doktoriõppe lõpetamist.
Ambitsioonikatest eesmärkidest tulenev Innovatsioon meretööstuse kestlikes praktikates
Mõlemad teadlased tunnistavad, et roheline meretehnoloogia on merenduses pakiline teema keskkonnasurve ja säästvate praktikate kasvava vajaduse tõttu.
"IMO strateegia on vähendada kasvuhoonegaaside heitkoguseid 2050. aastaks 2008. aasta tasemega võrreldes vähemalt 50% võrra. Seetõttu keskenduvad uurimisrühmad kogu maailmas üha enam tehisaru integreerimisele, et optimeerida kütusekulu ja üldist tõhusust," tunnistab Rasul. Fatemehi sõnul teevad eri uurimisrühmad aktiivselt koostööd, jagades tulemusi ja kogemusi saadud tulemuste parandamiseks, nagu näitavad hiljutised kohtumised ja artiklid, mis aitavad valdkonda edasi arendada.
See annab lootust, et valdkonna ambitsioonikaid eesmärke jätkusuutlikus lähenemises meretööstusele saab saavutada innovatsiooni abil, mida juhivad teadlased ülemaailmses koostöös parimate lahenduste nimel.
Rasuli uurimus
Joonisel 1 on kujutatud astmeliste liugkerede liikumiste prognoosimist tavalistes lainetes, kasutades nii matemaatilist modelleerimist kui ka CFD meetodeid.
Joonis 2 illustreerib astmelise liuglaevakere liikumise ennustamist ebakorrapärastes lainetes, kasutades CFD meetodit. Mõlemad joonised on pärit Rasuli lõputööst (ja tema poolt rahastatud).
Artikkel ilmus ajakirja Meremees suvenumbris