تحقیقات کنترل رسوب ممکن است مصرف سوخت و انتشار گازهای گلخانه ای را کاهش دهد

19 آوریل 2022 -توسط رایان رندال، موسسه فناوری فلوریدا- مرکز آزمایش در مقیاس بزرگ، بندر کاناورال، فلوریدا. اعتبار: علوم دریایی (2022). DOI: 10.3389/fmars.2021.808549

از آنجایی که قیمت نفت همچنان بالاست و ضرورت فزاینده ای برای کاهش انتشار گازهای گلخانه ای وجود دارد، تحقیقات جدید دانشگاه در مورد روش های کنترل رسوب زیستی ممکن است به کاهش مصرف سوخت برای کشتی های نظامی و تجاری کمک کند.

“نظافت پیشگیرانه بدنه کشتی در آب به عنوان روشی برای کاهش ردپای زیست محیطی کشتی ها” منتشر شده اخیر در Frontiers in Marine Science است و تیمی از محققان فناوری فلوریدا شامل جفری سواین، ملیسا تریبو و کلی هونساکر را شامل می شود. این مقاله یافته‌های سال‌ها تحقیق را که توسط دفتر تحقیقات نیروی دریایی تامین می‌شود، خلاصه می‌کند که توسعه یک وسیله نقلیه و سیستم برس زیرآبی، از راه دور را بررسی می‌کند که برای فعال کردن ، تمیز کردن و نگهداری پیشگیرانه بدنه کشتی در داخل آب طراحی شده است. این مفهوم شبیه به خلاء روباتیک برای کشتی ها است. محققان نشان داده اند که روباتی که برای پاک کردن مکرر و آرام بدنه کشتی طراحی شده است، پوشش را در شرایطی صاف و بدون رسوب حفظ می کند.

این تحقیق با هدف نیروی دریایی برای داشتن چرخه 12 ساله درایو خشک و کاهش مصرف سوخت همزمان است. در بخش تجاری، Carnival Cruise Line، که مرکز فناوری فلوریدا برای کنترل خوردگی و رسوب زیستی با آن همکاری می کند، به دنبال کاهش شدت انتشار CO2e معادل دی اکسید کربن ناشی از فعالیت های خود تا 40 درصد نسبت به سال 2008 است.

تریبو، متخصص تحقیقات مهندسی اقیانوس و علوم دریایی، گفت: «در گذشته افزایش سوخت وجود داشته است، و وقتی این اتفاق می‌افتد، اگر ناوگانی متشکل از 40 کشتی داشته باشید، قبض سوخت نجومی است. “اگر کشتی‌ای دارید که روی آن رسوب کرده است، کشش افزایش یافته  و جریمه‌ای را به همراه دارد و مصرف سوخت و هزینه‌ها افزایش می‌یابد. بنابراین، انگیزه‌ای وجود دارد که کشتی‌های شما در تمام مدتی که در دریا هستند تمیز و بدون رسوب کار کنند.”

توسعه مفهوم قلم مو مستلزم طراحی و ایجاد ابزارهای ویژه مهندسی شده برای حذف موثر رسوب زیستی و در عین حال به حداقل رساندن نیرو و آسیب به پوشش بود. هدف بلندمدت توسعه پاک کننده های بدنه کشتی کاملاً مستقل است، بنابراین سیستمی که به قدرت کمی نیاز دارد نیز در نظر گرفته شد. تحقیقات قبلی به انتخاب برس‌هایی با قطر کوچک (حدود 102 میلی‌متر)، چرخان عمودی که بین 300 تا 600 دور در دقیقه می‌چرخند، هدایت کرد.

دسته بندی های مختلفی از پوشش های کنترل رسوب در سایت تست پورت کاناورال مرکز در رابطه با نحوه عملکرد آنها با و بدون سیستم نظافت مورد آزمایش قرار گرفتند. پوشش های آراسته در یک وضعیت بکر نگهداری می شدند. با این حال، هنگامی که Interspeed BRA640 یک ساینده مس و Intersleek 1100SR رهاسازی رسوب سیلیکونی در طی یک دوره یک ساله در معرض آلودگی قرار گرفتند، هر دو توسط حشرات، کرم‌های لوله‌ای و بریوزوئرهای پوشاننده پوشانده شدند. BRA640 در ابتدا با یک برس پلی پروپیلن چرخان تمیز شد، اما قادر به جدا کردن صفحات پایه بارناکل نبود، بنابراین یک برس سیمی استفاده شد. این رسوب و همچنین بیشتر پوشش ضد رسوب را حذف کرد.

IS1100 با استفاده از برس پلی پروپیلن تمیز شد، که بیشتر رسوبات را از بین می برد و در عین حال اجازه می داد مقدار کمی از بیوفیلم باقی بماند. همچنین برخی از آسیب‌ها به پوششی که در آن رشته‌های برس اجازه می‌دادند در پوشش فرو بروند و رسوب‌های آهکی یا گچی در برس محبوس شدند و باعث ایجاد خراش‌هایی روی پوشش قبل از بیرون ریختن شدند، رخ داد.

آزمایش در مقیاس بزرگ یک وسیله نقلیه از راه دور ROV مجهز به ابزار نظافت نشان داده است که نظافت (تمیز کردن پیشگیرانه، نور مکرر) می تواند پوشش های کنترل رسوب را در شرایطی صاف و بدون رسوب برای مدت طولانی بدون ایجاد افزایش در تخلیه حفظ کند. ماده فعال مرتبط محیط زیست این مفهوم در حال حاضر توسط چندین شرکت تجاری به عنوان خدماتی به مالکان و اپراتورهای کشتی در حال توسعه است.