Sjokkrør sikrer regjeringskvartalet

TERRORSIKRING: NTNU SIMLabs sjokkrør kostet seks millioner kroner. Når du punger ut såpass for et stålrør, håper du selvsagt at pengene er vel anvendt.

Én ting er at prisen ble ti ganger høyere enn ventet fordi røret ble mye mer avansert i løpet av prosessen. Vel så viktig er det at behovet har blitt så mye tydeligere: Etter 22. juli 2011 skjønner alle hvor viktig det er å beskytte samfunnsviktige bygninger og konstruksjoner.

Med sjokkrøret på plass har NTNU fått helt andre forutsetninger for å teste hvordan glass, metall, betong og andre materialer reagerer på eksplosjoner.

Virker det?

Halvannet år etter innvielsen er svaret umotvistelig; sjokkrøret virker etter hensikten. Ikke bare det. Røret viser nytten sin på områder ingen hadde tenkt på i utgangspunktet.

Et typisk eksempel er prosjekt «Fergefri E39» i regi av Statens vegvesen. Bakgrunnen er at E39 kan bli lagt i en flytende tunnel i Sognefjorden. Fjorden er for dyp til at det er mulig å legge tunnel under, og en hengebru vil eventuelt måtte bli 3,7 kilometer lang, nesten det dobbelte av verdens lengste, eksisterende hengebru.

Derfor blir eksplosjonsrøret nå brukt til å teste hvordan betong oppfører seg når den blir utsatt for en eksplosjonslast. Resultatene vil bli brukt i beslutningsgrunnlaget for en eventuell flytende tunnel.

Som vist i videoen, gir testene ny kunnskap om hvordan ulike kvaliteter og tykkelser av betong oppfører seg overfor varierende eksplosjonslaster.

• Les også: To NTNU-miljøer får internasjonal toppkarakter

Flere serier

Postdoktor Martin Kristoffersen er engasjert i «Fergefri E39». Han slår fast at de første resultatene er veldig lovende:

– Ut fra kalibreringsforsøkene produserer sjokkrøret generelt veldig repeterbare tester med forutsigbar last. Høyhastighetskamera gjør det mulig å granske begivenhetene i detalj. Den første forsøksserien med fire betongplater ga alt fra null sprekkvekst til overflatesprekker via gjennomgående sprekker til fullstendig kollaps. På denne måten får vi en indikasjon på hvilken belastning betongen sprekker opp på.

Den andre forsøksserien skulle undersøke hva armering i betongen har å si for konstruksjons-responsen. Forskjellen kom først og fremst til syne i betongens bruddmønster, og var i stor grad som forventet, forteller Kristoffersen.

Han oppsummerer at sjokkrøret har vist seg å være allsidig og forutsigbart; særdeles gode egenskaper ved en testrigg.

Gammel drøm

Daværende FOU-leder i Forsvarsbygg, Arnfinn Jenssen, var den første som tok til orde for at NTNU måtte skaffe seg et sjokkrør. Det skjedde alt på 90-tallet.

Jenssen var sentral i å sikre politisk og økonomisk støtte til oppbyggingen av forskningsgruppa som nå heter SIMLab på Fakultet for ingeniørvitenskap og teknologi.

Gruppa er i dag verdensledende på kunnskap om hvordan materialer og konstruksjoner oppfører seg når de blir utsatt for ekstreme laster, ikke minst takket være et velutstyrt laboratorium. Sjokkrøret er det siste og svært viktige tilskuddet til utstyrsparken.

Saken fortsetter under videoen.

Simulering av en eksplosjon. Glassplintene kan forårsake stor skade. Foto: SIMLab, Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet (NTNU)

Jordfar

Stipendiat Vegard Aune har deltatt i byggingen av sjokkrøret siden unnfangelsen. Terrorhandlingene 22. juli 2011 satte fart på prosessen. Da kom vedtaket om å opprette en doktorgrad knyttet til anskaffelsen av et sjokkrør ganske raskt. Aune begynte på arbeidet i 2012. Han er snar til å trekke inn et annet navn i tilblivelsesprosessen:

– Uten Olav Fismen hadde ikke dette gått.

Sivilingeniøren med bakgrunn fra AMA Trykkluft i Risør har egentlig nådd pensjonsalderen for lenge siden. Like fullt kom ekspertisen hans til nytte nok en gang, slik det gjorde da SIMLab bygde verdens største sparkemaskin og flere av de andre testverktøyene i laboratoriet.

– Vi hadde flere begrensninger å forholde oss til. Blant annet måtte vi få røret inn i rommet vi hadde fått tildelt i kjelleren her på instituttet, forteller Aune. Et omfattende beregningsarbeid måtte til før Heimdal Industriservice kunne produsere selve røret i alle sine bestanddeler.

Røret ble høytidelig innviet i oktober 2014.

• Les også: Mindre interesse for terrorsikring

Sterkt medvirkende

Sjokkrøret var en sterkt medvirkende årsak til at Kommunal- og moderniseringsdepartementet ble med i SFI CASA, der NTNU SIMLab er vertskap.

Avdelingsdirektør i departementet, Christian Fredrik Horst, formulerer det slik:

– Vi trenger et miljø som kan finne konstruksjonsløsningene for det vi skal bygge. Det inkluderer evnen til å simulere med høy presisjon hvordan eksplosjoner påvirker hele konstruksjoner, hvordan fragmenter påvirker dem, hvor motstandsdyktige de er, og så videre. Vi må være sikre på at de kan takle trykket. Å konkludere etterpå at de ikke gjorde det, er ikke et alternativ.

Nytt materiale

For departementet er det derfor også av spesiell interesse at glass har kommet inn som nytt forskningsområde. Det er stort behov for å vite mer om hvordan glass oppfører seg i eksplosjoner. Dette er forskningsfeltet til stipendiat Karoline Osnes. Hun studerer både ulike typer glass, og glass i kombinasjon med polymerer i varianter av laminat.

Disse funnene vil i sin tur påvirke kombinasjonen med andre materialer. Med Horsts ord:

– Skuddsikre vinduer hjelper ikke stort hvis hele bygningen raser sammen.

Mye bedre kontroll

Med eksplosjonsrøret kan slike forhold testes i langt mer kontrollerte former enn før.

Vegard Aune har et godt eksempel:

– Våren 2014, før vi fikk sjokkrøret, gjennomførte vi en del forsøk i samarbeid med Forsvarsbygg i et militært anlegg på Østlandet. Etter en del diskusjon brukte vi en tredjedel av opprinnelig tenkt mengde sprengstoff. Likevel singlet det i glass, og lysarmaturen dinglet fra taket da vi kom inn etter gjennomført sprengning.

Artikkelforfatter Albert H. Collett er informasjonsmedarbeider ved Institutt for konstruksjonsteknikk, NTNU.