Ylöjärveläisprofessori Antti Nurmikolu tietää tarkalleen, mitä junan alla tapahtuu

Hurjan mielenkiintoinen rautatie

Suomessa on käytössä noin 6 000 kilometriä Liikenneviraston hallinnoimaa rautatietä. Junien myöhästymisistä uutisoidaan lähes päivittäin, etenkin talvella. Osa myöhästymisistä johtuu ratavaurioista, osa muista syistä. Rautatierakentamisen huippuasiantuntija, professori Antti Nurmikolu sanoo, että Suomen rataverkosto on kohtalaisessa kunnossa.
Tampereen teknillisen yliopiston professori Antti Nurmikolu on tehnyt uraauurtavaa työtä rautatierakenteiden tutkimisessa.

Tampereen teknillisen yliopiston professori Antti Nurmikolu on tehnyt uraauurtavaa työtä rautatierakenteiden tutkimisessa.

– Suomessa ollaan siirtymässä vähemmällä enemmän -ajatteluun. Se tarkoittaa sitä, että rataverkoston ongelmallisimpia paikkoja täsmäkorjataan, eikä systemaattisesti kunnosteta kokonaista reittiä esimerkiksi Tampereelta Helsinkiin, Nurmikolu havainnollistaa.
Ennen kuin päästetään asiantuntija kunnolla ääneen, on syytä kertoa, kuka on Antti Nurmikolu.
Vuonna 1976 Tampereella syntynyt Nurmikolu eli lapsuutensa ja aloitti koulutaipaleensa Ylöjärven Vahannassa. Myös lukio tuli käytyä Ylöjärvellä.
Asevelvollisuuden suorittamisen jälkeen, vuonna 1996, Nurmikolu pääsi opiskelemaan Tampereen teknilliseen yliopistoon (silloinen teknillinen korkeakoulu).
Vain 3,5 vuotta tämän jälkeen Nurmikolu valmistui diplomi-insinööriksi parhaimmalla mahdollisella viiden arvosanakeskiarvolla.
Diplomityönsä Nurmikolu teki raidesepelin käyttäytymisestä.
Alun perin hän kiinnostui rautateistä appensa jalanjäljissä. Opiskeluaikana Nurmikolun kesät sujuivat rautateillä ratanauloja lekalla hakatessa. Niinpä diplomityön aihekin setviytyi ajatuksiin lähes automaattisesti.
Valmistuttuaan Nurmikolu työskenteli TTY:llä tutkijana.
Vuonna 2005 TTY:llä tarkastettiin Nurmikolun tekemä rautatien kiviaineksia laajasti käsitellyt väitöskirja.
Tämän jälkeen herra jatkoi vanhempana tutkijana ja tutkimusjohtajana entistä haastavampien tutkimustöiden parissa.
Lopulta tämän vuoden alussa Nurmikolu nimitettiin TTY:n rakennustekniikan laitokselle rautatierakenteiden professoriksi. Tämä rautatietekniikan professuuri on historian ensimmäinen Suomessa.
Mutta mikä sai vielä lukionkin puolivaloilla läpi tarponeen nuorukaisen kiinnostumaan opiskelusta toden teolla vasta sen jälkeen, kun yliopiston ovet avautuivat?
– Ensin täytyy antaa kiitokset Vahannan koulun legendaariselle opettajalle Pentti Hiltuselle, joka viritteli minuun motivaation ja innostuksen oppimiseen. Se alkoi kuitenkin näkyä vasta yliopistossa, jonka lukiota vapaampi opiskelutapa sopi minulle, Nurmikolu sanoo.
Professori myöntää, että lukioaikana häntä kiinnostivat muut asiat koulunkäyntiä enemmän. Nurmikolu joutui välillä tekemään korvaavia koulutöitä oltuaan poissa tunneilta.
– Suomalaisessa koulujärjestelmässä on nähty vaivaa erityistä huomiota vaativien oppilaiden pärjäämiseen, mikä on pelkästään hyvä asia. Pitäisi kuitenkin kohdistaa voimavaroja myös sinne toiseen päähän oppilasainesta. Opettajille voisi antaa nykyistä enemmän resursseja motivoida ja sparrata niitä oppilaita, jotka voivat olla tulevaisuudessa suurten innovaatioiden ja yritysten kehittäjiä, Nurmikolu miettii.
Tutkimushankkeella käytännön tuloksia
Palataan kuitenkin koulunpenkiltä tähän päivään ja Nurmikolun työuraan. Vuonna 2008 Nurmikolu huomasi, että tutkimustyötä oli enemmän, kuin mitä hän pystyi itse tekemään.
Rautatierakentamisen tutkimuskohteita nousi esiin lisää ja tekemisen tarve kasvoi, kun ymmärrys tutkimusaiheesta karttui.
Niinpä Nurmikolu rakensi ympärilleen työryhmän, joka alkoi tehdä tiivistä yhteistyötä Liikenneviraston kanssa.
Nurmikolun johtamaan tutkijaryhmään TTY:llä kuuluu viitisentoista asiantuntijaa, jotka koostuvat  diplomi-insinööreistä ja väitöskirjan tekijöistä.
Vuonna 2009 TTY:llä käynnistettiin Elinkaaritehokas rata (TERA) -tutkimushanke, joka saatiin päätökseen viime vuoden lopussa.
Hankkeessa syvennyttiin radan teknisten ratkaisujen elinkaaritaloudellisuuteen. Tutkimushanke jatkuu nyt kakkosvaiheella, joka kestää vuoden 2016 loppuun saakka.
– Pääfilosofia on se, että oppisimme enemmän radan käyttäytymisestä. Tavoite on, että voisimme tehdä järkeviä päätöksiä siitä, miten rata kannattaa rakentaa, minkälaisia materiaaleja kannattaa käyttää ja miten ne materiaalit käyttäytyvät keskenään, Nurmikolu selvittää.
Rautatierakentamisesta puhuttaessa tarkoitetaan kiskoja ja sen alapuolisia asioita, kuten ratapölkkyjä, raidesepeliä sekä sen alla olevia kerroksia ja pohjamaata.
Haastavinta on saada nämä elementit toimimaan keskenään niin, että junalla on turvallista ja mukavaa matkustaa, ja rata kestää.

TTY:n rakennustekniikan laitoksella on mitä erilaisempia rautatie-elementtien kestävyyttä mittaavia laitteita.

TTY:n rakennustekniikan laitoksella on mitä erilaisempia rautatie-elementtien kestävyyttä mittaavia laitteita.

Avainasia on kyetä tekemään liikenteen tarpeita palveleva rata ja ylläpitää sitä mahdollisimman edullisesti. Siten rataa ei ole järkeä rakentaa myöskään liian hyväksi, vaikka se kestäisikin paremmin.
– Emme tutki vain differentiaaliyhtälöiden avulla asioita ja tee ainoastaan hienoja kaavoja, vaan tavoite on aina saada aikaiseksi käytännön hyötyjä, Nurmikolu linjaa.
Nurmikolu ajattelee, että keskivertokansalaisella saattaa olla sellainen käsitys, että yliopistoissa tutkitaan asioita, joista ei ole juurikaan käytännön hyötyä.
– En kuitenkaan tunnista tutkimusryhmäämme lainkaan tuollaisesta käsityksestä. Tutkimusaiheet määräytyvät käytännön ongelmista, ja kun tutkimus valmistuu, tulokset siirtyvät kiinteässä yhteistyössä suoraan päätöksentekijöiden opiksi.
Nurmikolu onkin tyytyväinen siitä, että TTY on linjannut olevansa soveltavaa tutkimusta ja yhteiskunnallisia tarpeita huomioon ottava yliopisto. Esimerkiksi Aalto-yliopistolla kansainvälistyminen on itseisarvo ja ulkomaalaisten opiskelijoiden haaliminen tärkeää.
– Meillä TTY:llä puolestaan lähdetään oman yhteiskuntamme edusta. Emme tee pelkästään artikkeleita tutkimuksistamme kansainvälisiin huippulehtiin, Nurmikolu sanoo.
Kansainvälistä
arvostusta
TERA-hankkeessa tehdyn tutkimustyön ansiosta esimerkiksi raidesepelistä tiedetään nyt paljon enemmän kuin aiemmin.
Vaikka raidesepelin tutkiminen oli vain pieni osa isoa kokonaisuutta, se kertoo, minkälaista työtä TTY:n tutkimusryhmä tekee.
Ensimmäiseksi tutkijoiden oli päästävä kiinni siihen, miksi raidesepeli eli raiteiden välissä oleva kiviaines hajoaa.
Seuraavaksi tutkijat selvittivät, miten kiviaineksen hajoaminen liittyy maan routimiseen ja mitä se tekee ratapölkylle. Täytyi siis saada ymmärrys siitä, miten vahingollista kiven hajoaminen radalle on.
Myöhemmin Nurmikolun tutkijaryhmä kehitti yhdessä yrityskumppanin kanssa veturin kyydissä kulkevan maatutkan tekniikkaa siten, että laitteella pystytään mittaamaan myös kiviaineksen kunto.
Kaiken tämän jälkeen tutkijaryhmä kykeni luomaan laatuvaatimukset raidesepelille.
Nämä tutkimustulokset on jo otettu käyttöön, ja nyt Liikennevirasto vaatii rautateille laatuvaatimukset täyttävää, elinkaaritehokasta kiviainesta.
– Olemme siis saaneet aikaiseksi tuloksia, joiden avulla päättäjät tekevät entistä elinkaaritaloudellisempia ratkaisuja, Nurmikolu tiivistää.
Tällaiset tutkimustyön saavutukset on huomattu myös Suomen rajojen ulkopuolella. Nurmikolun johtama tutkijaryhmä on saanut runsaasti kansainvälistä tunnustusta.
Kun TTY:llä tehtiin yliopiston kaikkia yksiköitä koskeva ulkopuolinen arviointi, rautatierakentamisen yksikkö sai kansainväliseltä asiantuntijaryhmältä koko yliopiston kärkeä edustavat huippuarvosanat.
– Se oli tietysti hieno tunnustus työstämme. Noteerattuna huippuyksikkönä olemme kansainvälisesti yhteistyökelpoisia, Nurmikolu sanoo.
Maailmalle viedään ja sieltä saadaan
Professori Nurmikolun työnkuva on tällä hetkellä varsin tutkimuspainotteinen. 15 tutkijan ohjaaminen, tutkimuksen suunnittelu ja ongelmien ymmärtäminen vievät runsaasti työaikaa. Opetus on jäänyt toistaiseksi vähemmälle.
Nurmikolua työllistävät myös kansainväliset konferenssit ja maailmanlaajuinen tutkimusyhteistyö.
Kuuden viime kuukauden aikana Nurmikolu on vieraillut muun muassa Intiassa, Japanissa, Etelä-Koreassa ja Kiinassa. Lähikuukausina tie vie Saksaan ja Yhdysvaltoihin.
Maailmalla Nurmikolu luennoi, kertoo tutkimustuloksista ja kuulee samalla, mitä muualla on tehty. Tietojen vaihto muiden tutkimustahojen kanssa on tärkeää.
– Rautatiet ovat useassa maassa melko paljon isompi asia kuin meillä. Australiassa, Kiinassa ja Amerikassa on runsaasti kaivos- ja rahtiliikennettä, Euroopassa ja Aasian väestökeskittymissä puolestaan hurjasti henkilöliikennettä, Nurmikolu kertoo.
– Rautatierakentamisen huippuyliopistoja ei sen sijaan ole monta, ja niihin harvoihin meillä on hyvät yhteydet, hän lisää.

Suomen rataverkko on vanha, mutta kohtalaisessa kunnossa.

Suomen rataverkko on vanha, mutta kohtalaisessa kunnossa.

Kisko- ja kalustoasioita on tutkittu maailmalla kauemmin ja syvällisemmin kuin Suomessa.
Sen sijaan geologiaan ja maarakenteisiin pohjautuvissa tutkimuksissa Suomi ja nimenomaan Nurmikolun johtama yksikkö on maailman korkeinta huippua.
– Meillä on tutkimuksissa lähdetty maaperä- ja ilmastoasiat edellä, johtuen kylmistä olosuhteista. On selvää, etteivät australialaiset tutki meille valmiiksi routa-asioita, professori naurahtaa.
Pakko tehdä
kompromisseja
Suomen raideliikenteen toimivuus on kuitenkin se, mikä suomalaisia eniten kiinnostaa. VR:n junien myöhästymisistä riittänee keskustelua jatkossakin.
On kuitenkin myös mahdollista, että nykytilanne kohentuu, jos se nyt edes on kovin huono.
– Tavoite voisi olla se, että saisimme liikennöidyimpien reittien pullonkaulat korjattua kohtalaisilla kustannuksilla ja siten koko palvelutasoa nykyistä paremmaksi, Nurmikolu miettii.
Suurimmat ongelmat Suomessa aiheuttaa tietenkin sää. Toki ratarakenteet vaurioituvat  ilmastorasituksen lisäksi liikenteen kuormituksesta. Siellä, missä liikennettä on enemmän, tarvitaan hyvää ratalaatua.
Rautateiden kehittäminen Suomessa lähtee kysynnän ja tarpeen määrittelystä. Kyse on siitä, miten tärkeänä rautatieliikenteen kehittäminen nähdään.
– Varsinkin aluepoliitikot visioivat rautatieyhteyksiä, joiden toteuttaminen ei ole kovin todennäköistä. En pysty näkemään, että meillä kulkisi luotijunia Nuorgamista Hankoon kolmella rinnakkaisella raiteella. Sellainen ei maksa itseään takaisin, Nurmikolu sanoo.
Suomessa onkin tehtävä kompromisseja, sillä raskaiden tavarajunien on voitava kulkea samoilla raiteilla nopeiden henkilöjunien kanssa. Raskaille junille ei ole järkevää rakentaa omaa rataverkkoa henkilöliikenneverkon vierelle.
– Päättäjät ovat selvästi linjanneet, että olemassa olevaa rataverkkoa korjataan ja kehitetään, ja sen kanssa pitää tulla toimeen. Uusia rataosuuksia rakennettaneen tarvelähtöisesti, Nurmikolu toteaa.
Raideliikennettä ei olekaan syytä miettiä itseisarvona vaan osana koko liikennejärjestelmää. Pitää miettiä koko järjestelmän toimivuutta ilman liikennevälineiden välisiä rajoja.
– Selvää on, että rautateiden perusverkko täytyy pitää kunnossa. Samalla voidaan seurata teollisuuden tarpeita ja reagoida tarvittaessa, Nurmikolu sanoo.
Hänen mukaansa radan vaurioitumiseen vaikuttaa myös junakaluston kunto.
– Kiskot pysyvät kunnossa, jos juna toimii niin kuin sen pitää. Jos esimerkiksi junan pyörässä on lovi, se iskee kiskoon koko matkan ajan ja kuormittaa rataa. Tämän tyyppisten kalustovikojen tunnistamista kehitetään koko ajan.
Tutkimusta  yhteisen edun puolesta

TTY:n tutkimusryhmä on tehnyt useita esitteitä rautatierakentamisesta.

TTY:n tutkimusryhmä on tehnyt useita esitteitä rautatierakentamisesta.

Nurmikolu on tutkinut rautatierakentamista jo noin 13 vuoden ajan. Silti edelleen hän ja muu TTY:n tutkimusryhmä löytävät yllättäviä asioita. Kun tutkimuksen syvyystaso kasvaa, syntyy ahaa-elämyksiä.
– On teräksiset kiskot, betoniset ratapölkyt, erilaiset kiviainekset sekä pohjamaa. Sitten näiden päällä kulkee kovaa vauhtia dynaamisesti käyttäytyvä kalusto. Tämän kokonaisuuden ja eri osien vuorovaikutusten ymmärtäminen ei ole helppoa, Nurmikolu muistuttaa.
Hän on erittäin tyytyväinen siitä, että Liikennevirasto päätti jatkaa TERA-tutkimushanketta.
– Olemme aloittaneet sadonkorjuuvaiheen, jolloin saamme lisätutkimuksilla entistä merkittävämpiä käytäntöön soveltuvia tuloksia.
Nurmikolun johtamasta tutkimuksesta saatavilla tuloksilla on myös yritysten kannalta taloudellista merkitystä. Syntyviä innovaatioita kun voidaan kaupallistaa aina vientituotteiksi asti.
– Haluan silti ensisijaisesti ajatella, että me tutkijat voimme auttaa saamaan yhteisestä rataomaisuudestamme entistä elinkaaritehokkaamman.

Yksi kommentti

Kommentoi

Sinun tulee olla kirjautunut kirjoittaaksesi kommentin.

Haluaisitko lukea artikkeleita enemmänkin?