موضوعات داغ فعلی و آینده در پوششهای ضدخزه و بهره‌وری انرژی برای ناوگان دریایی
بسپار/ ایران پلیمر جرمزیستی پدیدهای بیولوژیکی است که از نظر اقتصادی و محیطزیستی برای صنعت حمل و نقل نامطلوب است. تجمع موجودات بیولوژیکی در سطح بدنه باعث میشود هیدرودینامیک کشتی بدتر شود. اتلاف انرژی ناشی از جرم و خزه درنهایت، به افزایش مصرف سوخت و در نتیجه هزینه اضافی تبدیل میشود که تأثیر قابل توجهی بر محیط زیست میگذارد. در حال حاضر، روش اصلی مورد استفاده برای جلوگیری از تشکیل جرم بر روی بدنهی کشتیها، استفاده از پوششهای ویژه محافظ است. در این مقاله، انواع عمدهای از پوششهای ضد خزه جدید، با اشاره به محصولات جدید و همچنین محصولات در دست بررسی، مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است.
مقدمه
جرم بستن جرمزیستی دریایی یک فرایند بیولوژیکی است که بدون در نظر گرفتن موقعیت جغرافیایی و شرایط آب و هوایی صورت میگیرد. ناگزیر، هر ساختار غوطهور و نیمه غوطهوری، گونههای دریایی را که تمایل به اتصال دائمی، رشد و تکثیر روی سطح آن دارند، جمع میکند. جرمهای زیستی دریایی با توجه به اندازه نمونههای کاملاً رشد یافته، به دو دسته اصلی، میکرو جرمزیستی و ماکروجرمزیستی تقسیم میشوند.
میکرو جرمزیستی به باکتریها و دو اتمیها اطلاق میشود در حالی که ماکروجرمزیستی شامل ماکروجلبکها ، صدفها ، خَزه‌ها ، صدف های دو کفهایی و غیره هستند.
جالب است بدانید، رسوب جرم بلافاصله پس از غوطهوری ساختاری در آب دریا آغاز میشود. روند جرم گرفتن در چهار مرحله انجام میشود که در ابتدا، تشکیل یک فیلم از مواد آلی و معدنی در سطح ساختار صورت میگیرد. طی چند ساعت بستر اصلاح شده، باکتریها، مخمرها و دواتمیها را جمع میکند. در هفته اول، میکروارگانیسمهای بیشتری روی سطح قرار میگیرند و یک فیلمزیستی یا “لایه لجن” تشکیل میدهند. در مرحله چهارم فرآیند رسوب جرم، کرمهای ماکرورسوبدهندهزیستی روی سطح قرار میگیرند و ماکروجرمهای زیستی توسعه مییابند.
نوع، پوشش و شدت جرم گرفتن در یک بدنه زیر آب بستگی به چندین عامل دارد. یک گروه از این متغیرها مربوط به شرایط آب موجود در منطقه است. این شرایط به عوامل جغرافیایی، آب و هوایی و فصلی بستگی دارد. برخی دیگر از این پارامترها دما، شوری، آلودگی و عمق آب ، نور و برهمکنشهای گونهها است. ظاهراً این پارامترها قابل تغییر نیستند. سایر پارامترهای تأثیرگذار در رسوب جرم های زیستی، مربوط به طراحی، ساخت و نگهداری کشتی است (خصوصیات هیدرودینامیکی بدنه کشتی، زبری و ترکیب سطح بدنه کشتی مربوط به خواص سطح پوشش، و تاریخ نگهداری و غیره). فعالیت عملیاتی یک کشتی (تعداد دفعات و زمان آماده به کار) و مشخصات سرعت (بسته به نوع کشتی و عملکرد آن) نیز پارامترهای کلیدی برای میزان در رسوب جرم های زیستی بر بدنه کشتی هستند.
تأثیر جرم گرفتگی زیستی در صنعت حمل و نقل
جرم گرفتگی زیستی تأثیر اقتصادی زیادی در بخش دریایی دارد. وجود جرم باعث افزایش مقاومت در برابر اصطکاک کشتی با افزایش زبری بدنه و تنش برشی دیواره میشود. تحقیقات هیدرودینامیکی، از جمله مطالعات و آزمایشهای کامل کشتی، نشان میدهد که میزان نیروی پسران (drag) می تواند قابل توجه باشد گرچه بزرگی آن به نوع جرم بستگی دارد. به طور خاص مانک(Munk) و همکاران ادعا میکنند: ” مقاومت اضافه شده برای یک کشتی دریایی بدون جابجایی به طور متوسط، تقریباً 30٪ است، در صورتی که توجه خاصی به کشتی نشده است.” تجمع جرم باعث افزایش وزن کشتی میشود در نتیجه، نیروی محرکه لازم برای حرکت کشتی با همان سرعت افزایش مییابد، که منجر به از دست رفتن سرعت یا افزایش مصرف میشود. بدنه کشتی تنها منبع از بین رفتن انرژی به دلیل جرم گرفتگی نیست. لان(Lane) تأکید میکند که هرگاه به عملکرد و ضعف عملکرد کشتی توجه شود، اولین مورد برای بازرسی، پروانه است. با گذشت زمان، بازده پروانه به دلیل تجمع جرم زیستی و جرم آهکی در سطح آن کاهش مییابد. مطابق دفترچه راهنمای فنی کشتی دریایی (2006) ، “تقریباً 50٪ از صرفه جویی در مصرف سوخت از تمیزكردن كل بدنه ناشی از تمیز كردن پیشرانهها و شفتها است.” جرمگرفتگی همچنین باعث افزایش هزینههای نگهداری کشتی میشود. انجام مکرر تمیز کردن بدنهکشتی در خشکی، منجر به هزینههای اضافی میشود. تمیز کردن بدنه زیر آب نیز میتواند به منظور از بین بردن جرم زیستی متصل انجام شود که هزینه بیشتری دارد. به علت اضافه شدن وزن بدنه کشتی، فشار بیشتری به موتورها آمده که باعث فرسایش زودتر آنها میشود. همچنین میکروجرمهای زیستی و ماکروجرمهای زیستی باعث تسریع خوردگی شده که این خود باعث افزایش هزینهها میشود. جرمهای زیستی همچنین دارای اثر جانبی مضر بر محیطزیست هستند. افزایش مصرف سوخت، منجر به افزایش دی اکسید کربن ساطع شده و سایر گازهای گلخانهای میشود. سایر انتشارهای موجود در هوا مانند اکسیدهای گوگرد، اکسیدهای نیتروژن و ذرات نیز به دلیل جرم گرفتگی افزایش مییابد. علاوه بر این، این انتشارات تأثیر شدیدی بر محیط زیست و سلامت انسان دارد. به منظور تأثیر صنعت حمل و نقل بر آلودگی جهانی، سازمان بین المللی دریانوردی (IMO) آیین نامههایی را برای کنترل و کاهش تدریجی میزان انتشار گازهای کشتیها معرفی کرده است.
برگردان: مهندس محمّد بختیاری
دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی پلیمر رنگ، پژوهشگاه رنگ
(ادامه دارد…)
متن کامل این مقاله را در شماره 207 دوماهنامه پوشرنگ که در پایان دی ماه منتشر شده، بخوانید.
در صورت تمایل به دریافت نسخه نمونه رایگان و یا دریافت اشتراک با شماره های 02177523553 و 02177533158 داخلی 3 سرکار خانم ارشاد تماس بگیرید. نسخه الکترونیک این شماره از طریق فیدیبو قابل دسترسی است.
