Vesiliikenteen kalusto

Laivojen mitoituksessa käytetään useita eri mittoja. Maksimimitat eli kokonaispituus ja kokonaisleveys ilmoittavat aluksen todelliset suurimmat ulottumat. Maksimimitat ovat tärkeitä laivan navigoinnissa erityisesti satama-alueilla ja kanavissa. Konstruktiomittoja käytetään laivan suunnittelussa. Laivojen luokituksessa ja rekisteröinnissä käytetään tunnistusmittoja: tunnistuspituutta, -leveyttä, ja -syvyyttä. Näiden päämittojen lisäksi on joukko laivan käyttäjille tärkeitä mittoja, kuten varalaita, syväys, ilmakorkeus ja trimmi.

Laivojen kokoa kuvaavia mittoja ovat oma paino, kuollut paino, uppouma ja vetoisuus. Laivan oma paino on rungon, kansirakennelmien, koneiden varustuksen sekä putkistossa olevien aineiden ja veden yhteenlaskettu paino. Laivan kuollut paino eli kantavuus ilmoittaa laivan suurimman sallitun lastin mukaan lukien polttoaine, makeavesivarastot, miehistö ja elintarvikkeet. Uppouma eli deplasementti on aluksen oman painon ja kantavuuden summa. Bruttovetoisuus kuvaa aluksen suljettujen osien tilavuutta ja sen mukaan määräytyvät mm. päällystön pätevyysvaatimukset sekä aluksen rakenne- ja varusteluvaatimukset. Nettovetoisuus kuvaa aluksen hyötytilavuutta eli lasti- ja matkustustilojen tilavuutta; sen mukaan määräytyvät erilaiset merenkulun maksut.

Vesiliikenteen kuljetusmenetelmät ja alustyypit

Aluksia voidaan jaotella muun muassa toiminta-alueen, käyttötarkoituksen, tavaralajin ja lastinkäsittelytavan perusteella.

Konventionaaliset kuivalastialukset kuljettavat yksikkö-, kappale- tai irtotavaraa. Lastaus ja purkaus tapahtuvat lolo-menetelmällä (lift on - lift off), jossa lasti nostetaan nosturilla pystysuoraan alukseen tai siitä pois. Lastinkäsittelyn nopeuttamiseksi ruumat pyritään rakentamaan mahdollisimman laatikkomaisiksi ja kansiluukut mahdollisimman avariksi. Nosturit voivat olla laivassa tai laiturilla, ja ne voidaan varustaa tavaralajin mukaan sopivilla tartuntavarusteilla.

Roro-järjestelmässä (roll on – roll off) lasti siirretään alukseen ja aluksesta pyörien päälle. Tavara kootaan käsittely-yksiköiksi lauttavaunuille, suurlavoille, kontteihin tai trailereihin. Lauttavaunut ovat matalia lastausalustoja, joiden toisessa päässä on yleensä pyörät. Tavarat lastataan ja tuetaan satamavarastossa lauttavaunuille, jotka siirretään alukseen tavallisesti vetomestarin avulla ja kiinnitetään paikoilleen merimatkan ajaksi. Suurlavat ja kontit siirretään alukseen lauttavaunujen päällä tai pinotaan ruumaan isoilla vastapainotrukeilla. Lasti siirretään laivaan tavallisimmin peräportista, myös sivu- tai keulaporttia voidaan käyttää. Roro-järjestelmä on kilpailukykyisin lyhyissä ja nopeutta vaativissa kuljetuksissa, joissa lastausnopeus ja monentyyppisten yksiköiden samanaikainen kuljettaminen ovat tärkeämpiä tekijöitä kuin epätaloudellinen tilankäyttö.

Storo-järjestelmässä (stowable roro) lasti viedään laivan ruumaan lauttavaunuilla, ahdetaan paikalleen trukeilla ja tyhjät lauttavaunut viedään takaisin varastoon. Lastaus kestää kauemmin kuin roro-menetelmässä, mutta aluksen kapasiteetti on tehokkaammassa käytössä. Roro-tekniikan sovelluksia ovat myös junalautat ja matkustaja-autolautat. Roro-matkustaja- eli ropax-alukset ovat rahtilaivoja, joihin on liitetty muutamia satoja matkustajapaikkoja.

Konttijärjestelmässä on erikoistuttu pelkästään standardoitujen kuljetusyksiköiden – konttien – kuljetukseen. Konttikuljetuksiin suunnitelluilla aluksilla voidaan tehokkaasti siirtää suuri määrä kontteja valtameriliikenteessä. Konttialusten lastiruuma muodostuu soluista, joihin pinotaan usein 6-7 konttia päällekkäin. Myös sääkannelle lastataan kontteja useaan kerrokseen. Kontteja kuljetetaan myös roro-aluksissa muiden suuryksiköiden joukossa, kansilastina roro- ja konventionaalisissa aluksissa ja muiden konventionaalisten alusten ruumissa. Kontit soveltuvat parhaiten pitkämatkaisiin kuljetuksiin, joissa voidaan tehokkaasti käyttää suuria aluksia. Konttikuljetusten yhteydessä käytetään yksikköä TEU (twenty foot equivalent unit), joka ilmaisee, kuinka monta 20 jalan konttia alukseen voidaan lastata. Suurten konttialusten kapasiteetti on useita tuhansia TEU-yksiköitä. Toimiakseen tehokkaasti konttijärjestelmä edellyttää myös tehokkaita lastinkäsittelylaitteita satamissa.

Kuivalastialuksista on kehitetty useita erikoislastien kuljettamiseen tarkoitettuja aluksia. Kylmälastialusten lastitilat on eristetty, ja ne pidetään jäähdytyskonein vakiolämpötilassa. Alukset on varustettu tehokkain moottorein matka-ajan minimoimiseksi. Autokuljetuksiin käytetään paitsi siirrettävin autokansin varustettuja irtolastialuksia myös yksinomaan autokuljetuksiin rakennettuja laivoja. Niissä on kiinteät ajokannet ja sivuportit, ja niistä suurimpiin mahtuu yli 5000 keskikokoista henkilöautoa.

m/s Finnarrow
Kuvassa ro-ro-alus m/s Finnarrow.

Irtolastialukset on suunniteltu kuljettamaan esimerkiksi malmia, hiiltä ja viljaa. Alukset ovat yleensä yksikantisia eli lastitiloissa ei ole välikansia. Suuremmissa laivoissa ei ole yleensä nostureita, vaan lastaus ja purkaus tehdään satamassa olevia laitteita käyttäen. Varustuksiltaan vaatimattomissa satamissa liikennöivät alukset voidaan varustaa automaattisin purkauslaittein. Eri tuotteiden kuljetuksiin tarkoitetut alukset voivat erota toisistaan runkorakenteiden ja lastitilojen osalta. Kantavuudeltaan yli 250 000 dwt:n aluksista käytetään nimitystä VLBC (very large bulk carrier). Panamax-laivat on mitoitettu kulkemaan Panaman kanavan kautta; niiden kantavuus on 50 000 – 70 000 dwt.

Nesteiden ja kaasujen kuljetuksiin käytetään säiliöaluksia. Niillä kuljettavia tuotteita ovat mm. raakaöljy, kaasut, kemikaalit ja nestemäiset elintarvikeraaka-aineet. Lastiruumat ovat umpinaisia säiliöitä, jotka täytetään ja tyhjennetään pumppaamalla tavallisesti erikoissatamissa olevien putkistojen kautta. Maailman suurimmat laivat ovat säiliöaluksia, joiden kantavuus on yli 500 000 dwt. Raakaöljytankkereista, joiden kantavuus on 160 000 – 320 000 dwt, käytetään nimitystä ULCC-alukset (ultra large crude carrier); tämä on öljyalusten yleisin koko. Yli 320 000 dwt:n aluksia nimitetään VLCC-aluksiksi (very large crude carrier). Säiliöalusten suurimman koon määräävät paitsi laivanrakennustekniset seikat myös pumppauskapasiteetti: öljytankkerit on usein mitoitettu siten, että alus pystyy purkamaan lastinsa 24 tunnissa.

Jalostettujen öljytuotteiden jakelukuljetuksissa käytetään pienempiä säiliöaluksia, tuotetankkereita (product carrier). Kemikaalikuljetuksissa käytetään erilaisia tähän tarkoitukseen suunniteltuja säiliöaluksia. Suuret alukset voivat kuljettaa useita eri kemikaaleja kerrallaan, kutakin omassa tankissaan. Nestekaasu (LPG, liquefied petroleum gas), joka on probaania tai butaania, kuljetetaan yleensä paineistettuna alhaisessa lämpötilassa, esimerkiksi –50 celsiusasteessa. Nesteytetty maakaasu (LNG, liquefied natural gas) kuljetetaan normaalipaineessa alhaisessa lämpötilassa, etaani –104 celsiusasteessa ja metaani –176 celsiusasteessa.

Pientonnistoon kuuluu rannikkoaluksia, sisävesialuksia sekä sisävesillä ja rannikolla liikennöimään tarkoitettuja sisävesi-merialuksia. Pientonnistoaluksissa pyritään yksinkertaisiin ja kustannuksia säästäviin rakenteisiin. Ne ovat kuivalasti- tai säiliöaluksia; Keski-Euroopassa on myös erityisesti konttiliikenteeseen tarkoitettuja sisävesialuksia. Kuivalastialukset kuormataan yleensä lolo-menetelmällä, mutta roro-aluksiakin on käytössä.

Proomuja kuljetetaan vetämällä niitä hinausköyden varassa hinaajalla (tug) tai puskemalla proomun perään kytketyllä puskijalla (pusher). Puskujärjestelmä on edullisempi pienen kulkuvastuksen ja hyvän ohjailtavuuden ansiosta. Perinteisessä puskujärjestelmässä puskijan ja proomun liitoskohta on joustava, eikä sitä voi käyttää kovassa merenkäynnissä. Jäykkä liitos kestää myös merenkäyntiä. Proomutyyppejä ovat avoin ruumaproomu, säiliöproomu ja kansiproomu. Lastinkäsittelytapa vaihtelee tavarasta, proomutyypistä ja lastinkäsittelypaikasta riippuen.

Proomukuljetus on erityisen käyttökelpoinen joki- ja kanavaliikenteessä, missä suurten alusten liikkuminen on mahdotonta. Pienen syväyksen ansiosta suorat kuljetukset ovat mahdollisia myös matalan vesisyvyyden satamissa. Järjestelmä sopii säännöllisille yhteysväleille, joissa lastaus- ja purkausajat ovat pitkiä. Yhteen yksikköön kuuluu tällöin yksi puskija tai hinaaja ja kolme proomua tai proomuryhmää. Yksi proomu tai proomuryhmä on lastauspäässä, yksi purkauspäässä ja yksi matkalla puskijan tai hinaajan mukana.

Uitto on liikennemuoto, jossa raakapuuta kuljetetaan veden varassa nippuina tai irrallaan virran viemänä tai konevoimin. Nippu-uitto alkoi Suomessa 1960-luvulla. Nippu-uitossa puut on sidottu nipuiksi, joista kootaan lauttoja. Niput sidotaan yleensä auton kuormaajassa ja pudotetaan veteen erityisiltä pudotuspaikoilta tai välivarastoidaan talvella jäälle. Yksi nippu sisältää puutavaraa keskimäärin 20 m3. Sisävesien pääväylillä hinauksessa on noin 20 000 m3 puuta, muilla väylillä ja rannikolla 3 500 – 14 000 m3. Hinausnopeus on 2-3 km/h. Irtouitto loppui Suomessa vuonna 1991.