У издању немачког Спрингер-а, једног од најпознатијих светских издавача научне литературе, недавно је објављена књига Design of Contemporary Inland Waterway Vessels – The Case of the Danube River (Пројектовање савремених пловила за унутрашње пловне путеве – Пример реке Дунав).
Књига се бави кључним аспектима пројектовања савремених речних бродова за транспорт сувог терета (контејнери и расути терет) на Дунаву, а аутори наслова су чланови Катедре за бродоградњу Машинског факултета у Београду – др Дејан Радојчић, редовни професор у пензији и његове млађе колеге, доц. др Александар Симић, доц. др Никола Момчиловић, проф. др Милорад Моток, као и др Бенџамин Фридхоф из Института за бродску технологију и транспортне системе из Дуизбруга у Немачкој с којим Катедра има вишедеценијску сарадњу.
О томе, шта је ауторе мотивисало да се баве пројектовањем бродова за унутрашње пловне путеве и коме је књига намењена, разговарали смо са проф. др Дејаном Радојчићем, који је потписан као први аутор.
„Стручна литература је углавном фокусирана на конвенционална поморска пловила, остављајући значајну празнину у документацији која се односи на пројектовање пловила за унутрашње пловне путеве. Оно по чему се речна пловила разликују од поморских бродова јесте изразито мали газ због ограничења дубине воде. У том смислу, књига је јединствена, не само зато што се бави пројектовањем бродова за унутрашње пловне путеве, првенствено за Дунав, него и због тога што даје математичке моделе и препоруке који се могу применити и у пројектовању бродова за било коју другу реку“, каже наш саговорник.
Књига је резултат дугогодишњег истраживачког рада проф. Радојчића и чланова Катедре за бродгорадњу и практично представља својеврсну збирку релеватних радова у области пројектовања речних бродова (Inland Waterway Vessels – IWV). Намењена је широкој читалачкој публици, укључујући и студенте и дипломиране инжењере који би желели да се упознају са специфичностима речних бродова. С обзиром да садржи и смернице за пројектовање, књига представља својеврсни приручник и значајну допуну постојећој стручној литератури у области бродоградње.
„Полазиште књиге је студија Environmentally Friendly Inland Waterway Ship Design for the Danube River, коју сам 2010. године радио за World Wide Fund for Nature -WWF (Светска фондација за природу). Основни циљ те студије је био развој идејних решења бродова са врло малим газом за специфичне услове пловног пута Дунава. Намера је била да се та студија доради и прошири новијим радовима сличне тематике на којима су радили остали чланови Катедре за бродоградњу. Међутим, увидели смо да се од 2010. године до сада много тога променило. Промењена је укупна перцепција транспорта, а самим тим и транспорта на унутрашним пловним путевима, укључујући и екологију, одрживост, ефикасност и други елементи…
Због свега наведног, било је неопходно да поред полазних идеја у садржај укључимо и неке друге теме које се односе на примену иновативних технологија и пројектних решења којима се постиже побољшање енергетске ефикасности и еколошких перформанси бродова унутрашње пловидбе. Резултат је ова књига у којој су детаљно обрађене три тематске целине:
- фактори који утичу на пројектовање савремених дунавских пловила,
- смернице за пројектовање са основама хидродинамике пловидбе у плитикој води и
- пројектна решења савремених бродова малог газа (самохотки и гурача)“, наводи проф. Радојчић.
МФ: Шта се подразумева под појмом „савремено речно пловило или брод“?
Проф. Радојчић: У књизи под тим појмом подразумевамо да се при пројектовању брода узима у обзир постојећа речна инфраструктура и данашњи развој технологије.
Међутим, као и свуда у свету и на Дунаву постоје различити лобији. На једној страни су еколошке организације које се залажу за очување Дунава и које сматрају да бродове треба прилагодити пловном путу реке. Насупрот томе, компаније које се баве транспортом поручују да је такво решење економски неисплативо и да пловни пут треба продубити, у неку руку прилагодити ефикаснијим бродовима, тј. бродовима који имају већи газ. У суштини, то је вечита борба између новца, односно профита и друштва које би хтело да Дунав остане нетакнут. Остаје да се види која ће од ове две струје превагнути у наредном периоду…
У књизи полазимо од тога да се речна инфраструктура Дунава неће значајно мењати, односно, да Дунав неће бити продбуљиван. У обзир узимамо и садашњи технолошки развој, као и постојеће прописе у области еколошки одрживог транспорта. Нудимо решења за неколико типова бродова који ће бити еколошки прихватљиви и убудуће и који ће у наредних 10-15 година моћи да се користе дуж свих 2400 км пловног пута Дунава.
Могло би да се постави питање зашто уопште правимо брод за садашње услове, када је век трајања једног брода 50 и више година, а у међувремену може да дође до битних промена. Наравно то стоји, али ми сада не можемо да предвидимо какве ће те промене бити. Зато на самом почетку књиге наводимо да се наша решења заснивају на досадашњем технолошком развоју и постојећој речној инфарструктури. На основу тога можемо да предвидимо да ће форма брода мањевише остати иста наредних 50 година, али да ће његова опрема током времена бити замењена неком новом, модернијом опремом. Примера ради, садашњи дизел мотор биће сигурно замењен савременијим и еколошки прихватљивијим мотором, највероватније електричним погоном. Ми и сада знамо карактеристике електромотора и какве су батерије за напајање, али се може очекивати да ће у наредном периоду бити доступне неке ефикасније бетерије, или да ће иста када се испразни моћи да се замени за пуну у неком од пристаништа дуж Дунава итд.
Значи, полазимо од садашњег технолошког развоја. Знамо да дунавски речни брод декларативно треба да има газ од 2,5 метра, иако је на многим секторима дубина Дунава знатно мања, а и да је његов очекивани век трајања око 50 година. При томе, пројектујемо технолошки модеран брод за наредних 10 до 15 година, јер за више од тога је нереално. Овде треба нагласити да се све наведено у књизи односи на теретне бродове који превозе контејнере и расути терет (шљунак, жито, угаљ и сл.); танкери нису третирани.
МФ: У књизи су први пут објављени и неки математички модели и пројектна решења за речне бродове.
проф. Радојчић: То је једна од главних предности књиге. Постоји пуно књига из бродоградње. Углавном је то литература из опште (поморске) бродоградње, али наша књига говори искључиво о ономе што је специфично за речне бродове.
Садржај је фокусиран на плитку воду и мали газ брода. Кад се пројектује морски брод, који треба да понесе што више терета, имате могућност да га продужите, проширите или да повећате његов газ. Газ је ‘најјефтинија’ димензија, али ни он не може да иде бесконачо. Рецимо код највећих контејнерских бродова газ обично не прелази 16 метара јер брод већег газа не би могао да уплови ни у највеће луке света или да прође кроз неке канале. Када је реч о речним бродовима, према неким важећим стандардима газ би требало да буде најмање 2,5 метра, али Дунав данас то не омогућава током целе године, већ има сектора (углавном у Румунији и Бугарској) где је за време сушног периода дубина воде и испод 2 метра.
Као и на осталим универзитетима у свету и на Катедри за бродоградњу се изучава општа (морска) бродоградња, али се помињу и речни бродови с обзиром на своје специфичности. У поређењу са морским бродовима, речни бродови имају и другачију форму и специфичне захтеве (рецимо у погледу маневра јер је пловни пут ограничен и у погледу ширине). У оквиру тих специфичности су приказани и неки математички модели који раније нису објављени, па је и по томе ова књига јединствена.
МФ: Говорите и о новим технологијама у бродоградњи, шта се под тим подразумева?
Проф. Радојчић: Нове технологије треба да обезбеде да брод буде ефикасан. Пре 10-20 година ефикасност се мерила потрошњом горива. Данас се много више говори о емисији штетних гасова, која не би смела да буде изнад прописаних норми. Уведене су и норме за мерење ефикасности брода, а то је однос између количине терета који брод превози пловећи неком брзином и утрошене снаге.
Постоје више мерила ефикасности брода. Једна од њих је и Energy Efficiency Design Index (EEDI) која је за морске бродове уведена тек 2013. године и која се изражава количином угљендиоксида (CO2) коју брод емитује. То је пројектни индекс енергетске ефикасности који већ у току пројектовања брода може да предвиди колико ће брод бити ефикасан, односно да ли ће његова ефикасност бити у оквиру прописаних норми. Између осталог, он нас и приморава да се уведу нова техничка решења која ће побољшати енергетску ефикасност брода. Та прописана граница се стално помера, па бродови до 2030. године треба да буду ефикаснији од оних од пре 2013. за 30%, а до 2050. чак за 70%.
За речне бродове горепоменута мера ефикасности још увек не постоји, а њихова ефикасност је можда и важнија него за морске бродове, јер многе реке у Европи пролазе кроз градове и густо насељена места. И као што водимо рачуна о томе да аутомобили емитују што мање штетних гасова, тако морамо да водимо рачуна и о ефикасности речних бродова и гасовима које они емитују.
С тим у вези, у књизи смо навели две методе за мерење ефиканости речних бродова, иако ни једна од њих није (још) званично прихваћена. На једној методи је радио колега др Александар Симић, који је и докторирао на ту тему. Другу методу су осмислили истраживачи Института за бродску технологију и транспортне системе из Дуизбурга.
МФ: Колико је све то прихватљиво за бродовласнике?
Проф. Радојчић: То је вечита борба. Бродовласнике интересује само зарада. Њих не занима да ли ће брод бити прљав или не. Зато је важно да постоје прописи који ће спречити изградњу неефикасних бродова и истовремено ускладити интересе бродовласника и захтеве друштва за очување животне средине.
Да ли би електрично пловило (брод) дугорочно решило питање загађења?
Проф. Радојчић: Да, у последње време се говори и о томе. Међутим, и ефикасност електричних бродова је мало упитна. Бродови на електрични погон користе електричну енергију, а она често долази из термоелектрана које често користе угаљ. Према томе то није 100% чиста енергија као што можда изгледа на први поглед. Једно је када гледамо само ефикасност електричног брода. Онда заиста можемо да кажемо да је тај брод потпуно чист. Међутим, да би напунили батерију која напаја електромотор морамо да користимо електричну енергију која је најчешће производ термоелектрана.
Али шта је електрични брод данас? Одакле њему струја? Практично дизел мотор покреће генератор, а генератор прави струју за електромотор који је директно повезан с пропелером. С друге стране, брод уместо дизел мотора може да има само батерије, али су оне веома скупа и још увек непрактичне за комерцијалну употребу. Отвара се и питање где и на који начин ће те батерије да се пуне када још увек не постоји потребна инфраструктура. Рецимо у Холандији, која је убедљиво водећа земља у погледу транспорта унутрашњим пловним путевима, тек сада се размишљју о увођењу једног потпуно новог сервиса, који ће омогућити да се у пристаништима истрошене батерије замене новим и оставе на пуњењу за неки други брод.
МФ: Батерије су тешке, како се то одражава на количину терета коју брод може да понесе?
Проф. Радојчић: Сами сте одговорили на то питање. Брод ће морати да носи мањи терет и биће мање ефикасан. Но и за класичан дизел погон је потребно гориво, тако да и оно умањује носивост брода.
Међутим, електрично пловило чији генератор покреће дизел мотор има одређене предности. Примера ради, уколико брод има више дизел мотора, не морају сви да буду истовремено у погону, већ само онолико колико је потребно. Уз то, сваки од њих ће радити на оптималном режиму, па ће самим тим и трошити и мање горива и емитовати мање штетних гасова. То је управо суштина ефикасности електричног погона.
Значи, када је броду потребно више снаге укључићемо већи број мотора и обрнуто. То зависи од самог пловног пута… Раније је пропелер био везан директно на дизел мотор. Ако је тај мотор снаге 1000 кW, а због услова пловидбе треба да троши 100 кW, он је онда крајње неефикасан, јер троши много више горива и ради у врло неефикасном режиму, па самим тим емитује и више штетних гасова. У случају када имамо више дизел мотора који покрећу генератор, ми можемо да укључимо само један мотор и он ће производити онолико енергије колико је у том тренутку потребно.
Дизел генератор може да производи и више електричне енергије и да, рецимо, 90% иде директно ка пропелеру, а 10% да се користи за пуњење батерије, па кад брод пристане можемо да искључимо све дизел моторе, тако да брод тада користити само батерије…
МФ: Оно што је посебно интересантно је да се решења представљена у књизи могу користити за пројектовање бродова за било коју реку, а не само за реку Дунав.
Проф. Радојчић: Ми смо навели пример Дунава, али препоруке које су дате у књизи су генералне тако да се могу применити за било који други конкретан пловни пут. На пример, неко у Јужној Америци са реке Паране, која је донекле слична Дунаву, може да унесе димензије које одговарају тој реци и да користећи математичке моделе и наведене препоруке за пројектовање, направи идејно решење брода баш за ту реку.
Реч две о Катедри за бродоградњу
Катедра за бродоградњу Машинског факултета у Београду има вишедеценијску традицију јер основана је још 1948. године. Квалитет студијског програма и научног и истраживачког рада чланова катедре потврђен је и акредитацијом најстарије и најзначајније институције у области бродоградње – Британског краљевског друштва бродограђевних инжењера (Royal Institution of Naval Architects – RINA).
Многи чланови катедре су за своје радове награђени најзначајним признањима, међу којима су: Годишња награда RINA за сигурност бродова 2007, за допринос развоју нових правила о сигруности бродова базираних на ризику од наплављивања и превртања, затим награда WAKEHAM Prize, за рад аутора млађег од 30 година објављен у неком од RINA часописа, а 2015. године и престижно признање Vice Admiral E.L. Cochrane Award. Реч је о награди коју сваке године додељује Америчко удружење бродограђевних инжењера (Society of Naval Architects and Marine Engineers – SNAME) за најбољи стручни или научно-истраживачки рад у области бродоградње.
Катедра за бродоградњу је изузетно цењена и препозната у свету захваљући и ангажовању професора на значајним међународним пројектима кроз програме FP7 и Horizon 2020, које финансира Европска комисија.
(Извор: Машински факултет)