Datorverktyg ska rädda skeppet Vasa
Skeppet Vasa är en av Sveriges största sevärdheter. Men 1600-talsskeppet är byggt i trä som åldras. För att det inte ska sjunka ihop och tappa formen krävs en bra stödstruktur. Vasamuseet har tagit hjälp av forskare på Ångströmlaboratoriet i Uppsala.
Här på institutionen för teknikvetenskaper är nio personer involverade i arbetet – alltifrån forskare och doktorander till studenter. Målet är att skapa ett datoriserat verktyg som kan användas för att räkna ut vilken typ av stöd som behövs för att förlänga skeppets livslängd, bevara formen och minimera rörelserna.
– För att kunna göra det räcker det inte att använda erfarenhet och magkänsla. Det behövs ett beräkningsverktyg som bygger på mekanik och mätningar och det var så vi kom in i projektet, säger Kristofer Gamstedt, professor i tillämpad mekanik.
När skeppet Vasa bärgades och togs upp på land år 1961 hade det tillbringat 333 år under vatten. För att inte träet skulle spricka behandlades det med polyetenglykol (PEG). Det gjorde att träet bevarade formen, men samtidigt blev det mjukare och tålde mindre belastning.
Räckte inte till
På 90-talet märkte man att de åtta stöttor som skeppet stod på inte räckte till, eftersom skeppet började sjunka ned. Sedan dess har stödet ökats på både utvändigt och invändigt, samtidigt som forskning pågår om det optimala stödet för framtiden. Resultatet ska bli ett datorverktyg som levereras till museet om ett år.
Till exempel har små kuber av ek från skeppet Vasa testats i olika experiment.
– Vi har använt den senaste tekniken för att bestämma hur materialet deformeras när det är tryckbelastat och bestämma de mekaniska egenskaperna. Det är nödvändig input till datormodellen.
Det är belastningen av skeppets egen tyngd som forskarna räknar på, eftersom inga människor är ombord. Hur styvt och stabilt träet är varierar, beroende på koncentrationen av ämnet PEG, fukt och densitet.
Fick chansen att testa
Förutom träet är fogarna intressanta. Hur medgörliga är de egentligen? När det byggdes en kopia av en av Vasas väggsektioner fick forskarna chansen att testa mekaniken i fogarna.
– Vi fick riktiga värden som vi kunde mata in istället för att bara gissa. Trots att testerna gjordes på ny ek kunde vi ändå ta fram en förbättrad datormodell.
Forskarkollegan Reza Afshar sitter vid datorn och jobbar på en fullskalemodell av skeppet. Museet har noggrant dokumenterat varenda del av skeppet och det kan användas för mekaniska beräkningar.
– Men vi måste göra förenklingar för att det överhuvudtaget ska vara beräkningsbart. Det är där våra ingenjörsavvägningar kommer in. Det ska vara relativt enkelt men inte för enkelt så man missar viktiga saker, säger Kristofer Gamstedt.
Samarbetar med kemister
För att kontrollera att datormodellen ger en rättvis bild, ska den jämföras med geodetiska positionsmätningar och en laserskanning som görs av hela skeppet.
Forskarna samarbetar också med kemister på SLU, eftersom träets åldrande beror på kemiska processer. Även om modellen visar skeppet i naturlig storlek – 61 meter – behövs studier av vad som händer på molekylnivå.
– Det här är ett multidisciplinärt projekt. Det är bara tillsammans som vi kan lösa så här komplexa problem, säger Kristofer Gamstedt.
---
FAKTA: Stötta Vasa
Ett tvärvetenskapligt forskningsprojekt som drivs i samarbete mellan Vasamuseet och Uppsala universitet. Projektledare är Kristofer Gamstedt, professor i tillämpad mekanik. Forskningsfinansiärer är Formas, Vinnova och Vetenskapsrådet. Uppsala universitet och Statens maritima museer är också med och finansierar.
Annica Hulth