آرشیو مقالات

آرشیو مقالات

موضوعات داغ فعلی و آینده در پوشش‌های ضدخزه و بهره‌وری انرژی برای ناوگان دریایی

موضوعات داغ فعلی و آینده در پوشش‌های ضدخزه و بهره‌وری انرژی برای ناوگان دریایی

شنبه, 05 بهمن,1398

رتبه بندی این مطلب:
5/0

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.

نوشتن یک نظر

افزودن نظر

x
دی ان ان