Antifouling innovaties: een plan voor ecologisch varen

Het antifouling-spel is aan het veranderen - van biocidevrije oplossingen tot UV-panelen en robotica - nieuwe antifouling-innovaties leggen een hernieuwde focus op een economische en ecologische vaartoekomst, schrijft Alex Smith.

Mariene coatings, met name die welke onder de waterlijn worden gebruikt, hebben een uiterst belangrijke taak. Met ongeveer 4,000 potentiële vervuilende organismen in de oceanen van de wereld, van algen en anemonen tot zeepokken en mosselen, zijn effectieve antifoulingspraktijken van vitaal belang. Antifouling houdt niet alleen de efficiëntie van de romp in stand en minimaliseert de kosten, maar kan ook de verspreiding van niet-inheemse soorten naar andere regio's helpen voorkomen.

Aangezien een sterk vervuilde romp de luchtweerstand met ongeveer 40 procent kan verhogen, is de milieu-impact in termen van emissies ook van cruciaal belang. Volgens Chris Birkert, Marine Segment Manager bij Akzo Nobel, zou een zwaar vervuild containerschip mogelijk "zijn CO2-uitstoot in één jaar met maximaal 16,000 ton kunnen verhogen voor een snelheidsvermindering van 10 procent en tot 64,000 ton als je zijn oorspronkelijke snelheid wilt behouden".

Effectieve coatings en antifouling innovaties zijn essentieel voor duurzaam varen, zowel financieel als ecologisch. En hoewel in het verleden de relatieve afwezigheid van wetgeving met betrekking tot giftige inhoud in antifoul dat werk gemakkelijker heeft gemaakt, is het spel veranderd. Nu de publieke opinie, politieke intenties en internationale wetgeving in grote lijnen zijn afgestemd op hun inzet voor schonere zeeën, zoeken zowel de commerciële scheepvaart als de pleziervaart naar biocidevrije oplossingen die even 'vriendelijk' als effectief zijn.

Blijf glad

Vervuilende coatings op siliconenbasis hebben veel aandacht gekregen en terecht.

In plaats van schadelijke biociden in het milieu af te geven, zijn op siliconen gebaseerde coatings ontworpen om een ​​glad oppervlak te creëren, waardoor de aanhechting van organismen wordt voorkomen en de rompen zelfreinigend onderweg worden. Met ongeveer twee decennia van effectief gebruik achter de rug, PropspeedDe biocidevrije coatings op siliconenbasis zijn nu beschikbaar voor transducers, maar ook voor stutten, loopwerk en ondergrondse metalen. Hempel's Silic One is een ander biocidevrij aangroeisysteem, dat is gebaseerd op een combinatie van siliconen en hydrogel. Hoewel de levensduur over het algemeen niet zo sterk is als bij andere technieken, hebben de meeste reguliere siliconen coatings voor het verwijderen van vuil een effectieve levensduur tussen 12 en 24 maanden.

Metalen frame

Koperjas gebruikt een combinatie van een oplosmiddelvrije epoxyhars op waterbasis en zeer zuiver (99 procent) koper. Elke liter hars is geïmpregneerd met twee kilo ultrafijn koper - het wettelijk toegestane maximum. Bij onderdompeling tast zeewater het blootgestelde zuivere koperpoeder aan, waardoor koperoxide wordt gevormd. Dit aangroeiwerende middel remt de groei totdat het oppervlak verder afbreekt tot koper(II)hydrochloride. Deze uiteindelijke kopervorm is zeer onstabiel en wordt weggespoeld door de beweging van het jacht, waardoor eventueel ophopend slib of slijm onderweg wordt verwijderd.

Laat er licht zijn

Ultraviolet (UVC) licht is een veelbelovende technologie in het veld, met name in de vorm van flexibele lichtgevende panelen. AkzoNobel is samen met Philips betrokken geweest bij de ontwikkeling van haar RunWell-panelen. Testen op commerciële schepen hebben aangetoond dat UV-licht dat door het oppervlak van een romp wordt uitgestraald, een effectief afschrikmiddel kan vormen voor biofouling op verschillende locaties en onder verschillende omstandigheden, of een romp nu in beweging is of niet.

Birkert legt uit: “We kijken naar het inbedden van UVC-leds in een zeer mobiel, zeer vloeibaar materiaal dat je op vrijwel elke vorm kunt plakken. De stroomvereisten zijn zeer minimaal en deze dingen kunnen mogelijk tien jaar meegaan zonder vervanging.” Met de verwachte proeven in de vrijetijdsindustrie binnen de komende vijf jaar, is het te hopen dat UV-licht een belangrijke rol kan spelen bij het verwijderen van biociden uit de antifouling-vergelijking.

Tweede huid

Biomimetische technologieën proberen een bootromp 'onzichtbaar' te maken voor aangroeiende organismen door een verscheidenheid aan natuurlijke vuilbestendige oppervlakken na te bootsen, of het nu gaat om koraaltentakels of de huid van een walvis of dolfijn.

Haaienhuid, met zijn overlappende platen en parallelle ribbels, heeft bijzondere aandacht gekregen - en naarmate 3D-print- en laminaattechnologieën zich blijven ontwikkelen, zullen nieuwe materialen en applicatietechnieken waarschijnlijk biomimetische oplossingen mogelijk maken.

Geluid reist

Ultrasone aangroeiwerende systemen gebruiken transducers om gelijktijdige uitbarstingen van ultrasone geluidsgolven in meerdere frequenties uit te zenden. De theorie is dat de afwisselende positieve en negatieve druk microscopisch kleine belletjes creëert die tegen het oppervlak imploderen en de micro-organismen vernietigen die de bouwstenen vormen voor biofouling.

Hoewel er bezorgdheid is geuit over de langetermijneffecten van ultrageluid op belangrijke zoogdiersoorten, waaronder walvissen en dolfijnen, hebben studies geen sluitend bewijs geleverd om deze zorgen te ondersteunen en ultrasone systemen blijven in gebruik, zowel op stalen commerciële schepen als als op zichzelf staande en aanvullende systemen op pleziervaartuigen.

Een nieuw tijdperk van integratie

Voorbij zijn de dagen dat verffabrikanten zich alleen beperkten tot coatings. Er komt ook een meer dynamische 360-benadering om de hoek kijken. Volgens Stein Kjølberg, global category director, hull performance, at Jotun prestatiecoatings, is de verandering in de manier waarop gebruikers hun vervuilingsprobleem benaderen op zich al een cruciale innovatie.

“In de commerciële wereld wordt het begin van vervuiling altijd te laat ontdekt, wat leidt tot opgedreven brandstofkosten gedurende gemiddeld zes maanden voordat corrigerende maatregelen worden genomen. Het is dus logisch dat effectieve aangroeiwerende systemen een combinatie moeten zijn van de producten die we leveren, het advies dat we geven en de reinigingstechnieken die we gebruiken”, zegt Kjølberg.

Jotun's eerste 'hull skating' antifoul-robot zou extra flexibiliteit kunnen bieden aan de aangroeireactieprotocollen. Het geïntegreerde Hull Keeper-systeem maakt optimaal gebruik van de verbeteringen in 'big data' om nog dieper te gaan. Volgens Jotun beoordeelt het de gegevens met betrekking tot het type, de route en de activiteiten van een schip, waardoor scheepseigenaren vroegtijdig actie kunnen ondernemen tegen vervuiling en goed geïnformeerd blijven over waar ze moeten schoonmaken en waar ze stil moeten zitten, zodat ze de ernst van de vervuilingsuitdaging.

Deze datagestuurde aanpak wordt ook sterk onderschreven door andere spelers in de sector - niet in de laatste plaats AkzoNobel, die stelt dat het geïntegreerde Intertrac Hullcare-systeem "stapsgewijze reducties in de CO2-uitstoot tot 34,000 ton en een brandstofbesparing van € 4.6 miljoen" kan bereiken. voor een scheepseigenaar over een periode van tien jaar.

Robotbereik

De komst van het geïntegreerde dienstenpakket lijkt waarschijnlijk ook een grote impact te hebben op de vrijetijdsmarkt. Immers, als een eigenaar vijf jaar lang een schone, snelle en efficiënte romp wil, is het logisch om in plaats van een op zichzelf staande antifoulingcoating te kopen, te investeren in een abonnementsservice die de kosten spreidt en de consistentie verbetert.

Volgens Phil Horton, milieu- en duurzaamheidsmanager bij de RYA, bestaat een dergelijke service al in de Baltische staten, waar boten met siliconencoatings hun rompen in jachthavens kunnen reinigen door simpelweg door robotachtige wasstraten in waterstraalsystemen te rijden. .

Horton wijst op de enorme omvang van de zakelijke kansen die beschikbaar zijn voor verffabrikanten die bereid zijn nauwer samen te werken met jachthavenexploitanten en schoonmaakbedrijven.

“Omdat duurzaamheid nu zo'n sterke drijvende kracht is, begint innovatie echt te gebeuren, niet alleen met betrekking tot de antifoulingcoatings zelf, maar ook met betrekking tot de manier waarop mensen denken over het onderhoud van hun rompen.

“Er zijn nog stappen te maken op het gebied van onafhankelijke tests, zodat bedrijven en consumenten kunnen beoordelen hoe goed elke nieuwe technologie werkt, maar nu iedereen zich in dezelfde richting beweegt, twijfel ik er niet aan dat we aan de vooravond staan ​​van een een elegantere, meer geconstrueerde, meer doordachte aanpak die rekening houdt met zowel milieuaspecten als prestaties”, zegt Horton.

Dit artikel is voor het eerst gepubliceerd in MIN's gedrukte editie voor lente 2022.