Buzlanmanın yük operasyonları ve gemi stabilitesi üzerindeki etkilerine yönelik ampirik bir çalışma
An empirical study of the effects of icing on ship cargooperations and its stability
Yazar: İDRİS TURNA
Danışman: DOÇ. DR. GÖKHAN KARA
İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Deniz Ulaştırma İşletme Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Deniz Ulaştırma İşletme Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: Denizcilik = Marine
Dizin: Yük gemileri = Cargo vessels

Özet:
Dünya genelinde birçok önemli ticari liman, mevsimsel olarak deniz buzu etkisinde
kalmaktadır. Ticari gemilerin bu limanlara erişimi buz kıran servisleri yardımı ile
sağlanmaktadır. Son yıllarda, küresel ısınmaya bağlı olarak özellikle kutup bölgelerinde
zayıflayan buz formları nedeni ile kutupsal bölgelerdeki limanlara erişimin kolaylaştığı ve bu
bölgelerde gemi trafiğinin arttığı göze çarpmaktadır. Ayrıca uzun dönemli iklim değişimi
projeksiyonlarına göre, uluslararası deniz ticaretinin önemli bir kısmını oluşturan Uzakdoğu-
Avrupa hattının bir bölümünün, taşıma maliyetini azaltması nedeniyle Kuzey Buz Denizi
(NSR-Northern Sea Route) üzerinden gerçekleştirileceği tahmin edilmektedir. Deniz buzu ile
kaplı sularda yükleme ve tahliye operasyonlarını gerçekleştiren gemilerin yük hesaplarının
hassas olabilmesi için, çevre koşullarına bağlı olarak hesaplamalarına bazı düzeltmeler
uygulamaları gerekmektedir. Örneğin, kar yağışı miktarına bağlı olarak gemi güvertesinde
biriken toplam kar ve buz ağırlığı, öngörülemeyen bir faktördür, gemilerin stabilite
kitapçıklarında bulunmamakla birlikte yük hesaplamalarında dikkate alınmalıdır. Yük
hesaplarını etkileyen bir diğer önemli faktör ise, gemi bordasını çevreleyen buzun oluşturduğu
etkidir. Gemi formuna, buzun kalınlığına ve geminin süratine bağlı değişim gösteren bu etki
nedeni ile yükleme hesaplarında hatalar oluştuğu bilinmektedir. Bu çalışmanın amacı, sıfır
sürate sahip gemilerin maruz kaldıkları farklı kalınlıklardaki deniz buzunun, gemi dengesi ve
draftları (su çekimi) üzerindeki etkilerinin araştırılmasıdır. Draft sörveyi, gemilere yüklenen veya tahliye edilen dökme veya kuru yük miktarlarının tespitinde kullanılan bir yöntemdir.
Farklı limanlarda yük kantarı gibi yöntemler bulunmasına rağmen, draft sörveyi yöntemi
gemiler için alternatifi olmayan tek yük hesaplama yöntemidir. Sıfır hıza sahip gemilerin
maruz kaldıkları buz direncine ilişkin sınırlı sayıda çalışma bulunmaktadır. Bu çalışmalarda
buz direncinin gemi draftları ve dengesi üzerine etkilerinin detaylı olarak incelenmediği göze
çarpmaktadır. Buzun gemi draftları üzerindeki etkisini belirlemek üzere ölçekli bir gemi
modeli üzerinde deneysel bir çalışma planlanmıştır. Dijital çizimleri kullanılarak inşa edilecek
ölçekli model, seçilen bir limana ait su özelliklerine uygun olarak oluşturulan bir test
ortamında(tankında) buz etkisine maruz bırakılacak ve gemi draftındaki değişimler yükleme
miktarına bağlı olarak ölçülecektir. Farklı buz kalınlıkları için işlemler tekrarlanacaktır.
Çalışma sonucunda elde edilecek veriler, yük hesaplamalarında düzeltme faktörü olarak
kullanılabilecek formatta düzenlenecektir. Buzun gemi draftları üzerine etkisinin yük
hesaplarına dâhil edilmesi ile yük miktarı üzerine doğan anlaşmazlıkların önüne geçilmesi
planlanmaktadır.

Abstract:
Many important commercial ports throughout the world are affected by sea ice seasonally.
The access to these harbours by merchant ships is ensured by the ice-breaking services. It is
seen that access to the ports in the polar regions has become easier and vessel traffic has
increased due to the weakening ice forms in the polar regions caused by global warming in
recent years. In addition, according to long-term climate change projections, the far East-
Europe route which constitutes a significant part of international maritime trade, It is
estimated that it will be via the Northern Sea Route (NSR) because of the lower transportation
costs. In order for load calculations of vessels carrying out loading and discharging operations
in waters covered with sea ice to be sensitive, it is necessary to make some corrections to their
calculations depending on the environmental conditions. For example, the total weight of
snow and ice accumulated on the ships deck depending on the amount of snowfall, is a factor
cannot be foreseen, that is not to be found in the stability booklets but should be considered in
calculations. Another important factor affecting the loading calculations is the resistance of
ice that surrounds the ship's hull. It is known that this resistance, which varies depending on
the construction form of ships, the thickness of ice and the speed of ships, causes mistakes in
loading calculations. The aim of this study is to investigate the effects of sea ice which in different thicknesses on the stability and draughts of vessels with zero speed. Draught survey
is a method used to determine the quantities of bulk and dry cargoes loaded or discharged into
vessels. Although there are different methods such as weighbridge which could be preferred
on the shore side in different harbours, this method is the only calculation method which has
no alternative for the vessel side. There are limited number of studies on ice resistance of zero
speed vessels. In these studies, the effects of ice resistance on ship draughts and stability are
not examined in detail. Disputes remain in the loaded or discharged cargo amount calculations
due to the ice resistance affecting the draught surveys. An experimental study has been
planned on a scale ship model to gauge the effect of ice on vessel draughts. The scale model
that will be constructed using digital drawings will be subjected to ice effect in a test tank
designed in accordance with the water characteristics of the selected port and the amount of
change in the amount of load will be calculated depending on the vessel draughts. Processes
for different ice thicknesses will be repeated. The data to be obtained as a result of the study
will be arranged in a format that can be used as a correction factor in future calculations. It is
planned to prevent conflicts on the amount of loaded or discharged cargo by including the ice
resistance effect on draughts by in the calculations.