Żródło: PRS

Bezpieczeństwo masowców

Statystyki wypadków i katastrof pokazują, że w okresie 25 lat, w latach 1982-2007, utracono 419 masowców, a w katastrofach tych życie straciło prawie 2000 osób1

W następnych kilku latach zaznaczyła się tendencja spadkowa, jednak kolejny wzrost nastąpił w 2009 r.2,3 Ze statystyk INTERCARGO wynika, że przyczyną zatonięć części masowców była utrata nośności konstrukcji w trudnych warunkach falowania4. Dane te wskazują, że obowiązujące dzisiaj standardy dotyczące bezpieczeństwa nie są w pełni zharmonizowane ze stanami morza, które mogą się pojawić z określonym prawdopodobieństwem, oraz z warunkami eksploatacji tych statków.

Tradycyjnie, kryteria bezpieczeństwa konstrukcji statków tworzone są w odpowiedzi na ich uszkodzenia. Oznacza to stosowanie do tworzenia standardów bezpieczeństwa zasady indukcji (wyciąganie wniosków ogólnych na podstawie szczególnych przypadków). Jednak logika wyjaśnia, że stosując indukcję nie obejmuje się wszystkich możliwych przypadków i należy się spodziewać wystąpienia wyjątków, które z kolei powodują konieczność modyfikacji stanu istniejącego. Z czasem liczba wyjątków prowadzi do mnożenia się liczby przepisów oraz liczby organów kontroli sprawdzających ich wdrożenie, co w pewnym momencie staje się trudne do przyjęcia przez przemysł morski. Takie działanie powoduje zazwyczaj skutki przeciwne do zamierzonych i poziom bezpieczeństwa wcale nie wzrasta.

W odpowiedzi na serię katastrof na morzu, Komitet Bezpieczeństwa na Morzu (MSC) działający w ramach Międzynardowej Organizacji Morskiej (IMO) rozpoczął tworzenie tzw. Goal Based Standards (GBS), standardów opartych na założonym celu. Konieczność liczbowego ujęcia wymagań doprowadziła do powstania koncepcji poziomu bezpieczeństwa (Safety Level Approach – SLA). Zakłada ona, że cele dotyczące bezpieczeństwa definiowane są przy pomocy ryzyka (prawdopodobieństwa) utraty statku, ładunku, pasażerów, załogi, zanieczyszczenia środowiska itp., oraz że cele te osiągane są, gdy funkcje statku (takie jak: manewrowość, zachowanie się statku w różnych stanach morza, stateczność, niezatapialność, wytrzymałość konstrukcji statku, ochrona przeciwpożarowa) nie przekraczają poziomu ryzyka (prawdopodobieństwo utraty funkcji statku), ustalonego dla każdej z nich.

Ustanowiony w ten sposób poziom bezpieczeństwa przenoszony jest na statki przez przepisy towarzystw klasyfikacyjnych, które muszą spełniać wymagania funkcjonalne, a w rezultacie ustalone cele.

Poziom bezpieczeństwa (np. prawdopodobieństwo uszkodzenia konstrukcji), wyrażony jako wymaganie dla każdej funkcji statku, może być określony poprzez użycie modelu ryzyka, tzw. „drzewa” uszkodzeń z modelami matematycznymi opisującymi zdarzenia podstawowe. Modele te pokazują zachowanie się statku i jego konstrukcji w warunkach falowania. Przykładem takiej funkcji dla masowca może być wytrzymałość konstrukcji jego kadłuba, a zdarzeniem niepożądanym jest zatonięcie statku w wyniku możliwych zdarzeń (uszkodzeń konstrukcji), tworzących scenariusze jego zatonięcia.

Analiza wypadków masowców doprowadziła do zidentyfikowania następujących scenariuszy utraty statku z powodu uszkodzenia konstrukcji kadłuba (tworzących tzw. „drzewo” uszkodzeń):

  • uszkodzenie burty spowodowane obciążeniami falowymi, a następnie zapadnięcie się kolejnych grodzi w wyniku działania sloshingu (ruchu wody) w zalanych ładowniach;
  • uszkodzenie pokrywy luku pierwszej ładowni, spowodowane przelewaniem się mas wody przez pokład, a następnie uszkodzenie kolejnych grodzi pod wpływem sloshingu;
  • utrata nośności granicznej belki kadłuba w wyniku działania obciążeń falowych;
  • uszkodzenie elementów konstrukcji, spowodowane dużymi obciążeniami podczas załadunku w porcie i pogłębione pod wpływem obciążeń falowych na pełnym morzu, co skutkuje poważnym uszkodzeniem konstrukcji i zatonięciem statku (scenariusz ten nie został jednak na razie w pełni zidentyfikowany i wymaga dalszych badań).

Modele matematyczne opisujące zdarzenia podstawowe „drzewa” uszkodzeń pozwalają na obliczenie prawdopodobieństwa zatonięcia statku dla poszczególnych scenariuszy, a następnie prawdopodobieństwa zatonięcia statku w wyniku dowolnego uszkodzenia konstrukcji. Takie obliczenia dla masowca, który zatonął w 2000 r., ujawniły że:

  • elastyczna burta statku zainstalowana między sztywnymi zbiornikami szczytowymi była najsłabszą częścią konstrukcji statku, a prawdopodobieństwo jej uszkodzenia było na poziomie 0.1;
  • najbardziej prawdopodobnym scenariuszem zatonięcia statku była utrata szczelności burty, a następnie zapadanie się kolejnych grodzi w wyniku działania sloshingu, a tym samym stopniowe zalanie statku, prowadzące do utraty pływalności;
  • obliczone prawdopodobieństwo utraty statku ze względu na uszkodzenie jego konstrukcji wyniosło 0,00264/rok (statek zatonął po 23 latach eksploatacji), co jest prawdopodobieństwem dla tego konkretnego statku wysokim.

Ponadto model ryzyka pozwala mierzyć poziom bezpieczeństwa poszczególnych części konstrukcji statku. Tym samym pokazuje, które z nich należy wzmocnić, ale również te, które mogą być słabsze.

Aby obliczyć aktualny poziom bezpieczeństwa wytrzymałości masowców przy zastosowaniu modelu ryzyka, należy wziąć pod uwagę wszystkie podklasy ich konstrukcji oraz liczbę statków w każdej podklasie. Duża ilość prac wymaga jednak współpracy podmiotów zainteresowanych zapewnieniem bezpieczeństwa na morzu. Aktualny poziom bezpieczeństwa wytrzymałości masowców, w oparciu o 10-letnie statystyki utraty tych statków, dla 4700 jednostek, daje prawdopodobieństwo 0,00062/rok.

Konsekwencją niedoskonałości standardów bezpieczeństwa konstrukcji statków może być budowanie statków z „wadami wrodzonymi”. To z kolei generuje problemy związane z eksploatacją, które zwykle przypisuje się złemu ich utrzymaniu. Utrzymanie jest oczywiście ważne, jednak podstawowym warunkiem „zapewnienia jakości bezpieczeństwa statku” są odpowiednie kryteria bezpieczeństwa jego konstrukcji.

Kryteria te należy opracować dla zdarzeń objętych „drzewem” uszkodzeń i powinny one uwzględniać przyczyny tych zdarzeń. W rezultacie, zidentyfikowane i uwzględnione zostaną tylko zdarzenia mające zasadnicze znaczenie dla bezpieczeństwa, co wyeliminuje mnożenie liczby przepisów i kontroli ich wdrożenia.

GBS oraz model ryzyka dla każdej funkcji statku stanowią dedukcyjny system tworzenia regulacji dotyczących bezpieczeństwa statku (jest to wnioskowanie od ogółu do szczegółu), co, jeśli zostanie zastosowane prawidłowo, wyeliminuje (z założonym prawdopodobieństwem) niepożądane wyjątki. Natomiast GBS – SLA razem z modelem ryzyka („drzewo” uszkodzeń oraz teorie matematyczne stosowane do opisywania zdarzeń podstawowych) uwzględniają rzeczywiste falowanie morza i warunki załadowania, które statek napotyka podczas całego swojego życia, dzięki czemu opracowane na ich podstawie regulacje dotyczące bezpieczeństwa będą zharmonizowane ze środowiskiem morskim i z jego eksploatacją.

Jan Jankowski
autor jest prezesem Zarządu Polskiego Rejestru Statków SA


1 Lloyd’s List, 10 marca 2008 r.
2 Benchmarking Bulk Carriers 2009-2010, INTERCARGO, 2010
3 Lloyd’ List, 17 maja 2010 r.
4 Bulk Carrier Casualty Report, INTERCARGO, 2005