Schiffsrumpfoberflächen – so glänzend und verunreinigungsfrei
Das sogenannte „Biofouling“, der Anwuchs von Mikroorganismen, Pflanzen, Algen oder kleinen Tieren, lässt bekanntermaßen die besiedelten Oberflächen rauer werden. Bilden diese Oberflächen die Unterwasseranteile eines Schiffsrumpfs, verändert die erhöhte Rauheit die Hydrodynamik des Schiffs in erheblichem Maße. Wegen des zunehmenden Brennstoffverbrauchs und steigender CO2-Emissionen hat starker Bewuchs durch Meeresorganismen negative wirtschaftliche und ökologische Auswirkungen. Außerdem begünstigt er den Transport invasiver Arten und bedroht somit die biologische Vielfalt der Meere.
Biofouling: ein klebriges Problem
„Sich anheftende und anwachsende Meeresorganismen können ein echter Fluch sein. Schon leichter Bewuchs erhöht den Wasserwiderstand des Schiffskörpers; die Kompensation dieses Anstiegs und des Treibstoffverbrauchs führt zu jährlichen Einnahmeverlusten von mehr als einer Million Euro pro Schiff“, erklärt Yves Chardard, Geschäftsführer von Subsea Tech. Am besten lässt sich der Anwuchs eindämmen, wenn er in einem sehr frühen Stadium erkannt wird, solange er noch einfach und mit sanften Methoden beseitigt werden kann, ohne den Rumpfanstrich oder die Beschichtung zu beschädigen. Chardard betont, dass die heute üblichen Technologien nur sehr begrenzt dazu geeignet seien, den Bewuchs des Schiffsrumpfes wirkungsvoll zu bekämpfen. Die Instandhaltungskosten sind relativ hoch, was besonders dann gilt, wenn die Inspektionen in stark getrübten Hafengewässern mit schlechter Sicht stattfinden. Inspektionen fernab der Häfen verursachen wiederum kostspielige Zeitcharter und werden daher eher vermieden.
Dem Unsichtbaren auf der Spur
Dem EU-finanzierten Projekt SleekShip gelang die Entwicklung einer Technologie zur Messung und Nachverfolgung des Ausmaßes des Bewuchses am Schiffsrumpf, um den Reinigungsplan zu optimieren und die Leistungseigenschaften der Beschichtungen zu verbessern. Chardard, der SleekShip koordiniert hat, erläutert: „Unser halbautonomes Unterwasserfahrzeug kann mit einer Multispektralkamera Schleim im Frühstadium erkennen und ihn sanft mit einem Kavitationsreinigungssystem entfernen. Der Vorgang kann während der Anlegezeit des Schiffs im Hafen erfolgen.“ Das neue Produkt verbessert die Qualität der Unterwasserbildgebung erheblich, wodurch mit konventionellem Methoden nicht durchführbare Messungen des Anwuchses möglich werden. Unter Wasser kommt es zu Problemen wie Lichtabsorption, Kontrast- und Farbverlusten, die mit normalen Kameras kaum lösbar sind. Demgegenüber erfasst die SleekShip-Kamera Licht jenseits des Sichtbaren in Wellenlängenbereichen, in denen die Lichtrückstreuung schwach ist, sodass der Schleim leichter zu erkennen ist. Hyperspektralbildgebung hat sich bereits bei der Fernüberwachung bewährt. „Wir haben vorgeführt, dass die Technologie auch unter Wasser gut funktioniert und selbst bei Wassertrübungen von mehr als 250 NTU das Biofouling im Frühstadium eindeutig erkennen kann“, betont Chardard.
Unterwasserreinigungssystem schützt Oberflächen
Traditionelle Unterwasserreinigungssysteme, bei denen Scheuerbürsten oder Hochdruckstrahlen zum Einsatz kommen, entfernen auch Schichtanteile von anwuchsverhindernden Anstrichen und lassen die Oberfläche anfällig für die Besiedlung mit Organismen werden. Demgegenüber zeigt die Kavitationsreinigung keinerlei Auswirkungen auf den Schiffsanstrich. „Das Kavitationsreinigungssystem von SleekShip wurde speziell für die Reinigung von leichtem Biofouling (Bewuchsgrad 1-2) und die Einbindung in ein leichtes, ferngesteuertes Unterwasserfahrzeug der Inspektionsklasse (15 kg) entwickelt“, erklärt Chardard. Das Funktionsprinzip beruht auf der momentanen Bildung und Auflösung winziger Dampf-Gas-Blasen bei der Annäherung an die zu reinigende Oberfläche. Die dabei entstehenden Druckwellen entfernen sanft den Bewuchs vom Rumpf. Dank neuartiger Steuerungs- und Maschinenlernalgorithmen erstellt die SleekShip-Technologie in weniger als zwei Stunden Berichte für ein durchschnittlich großes Schiff, ohne dass dafür Fachleute gebraucht werden. Da SleekShip die heutzutage übliche ineffiziente Anwuchsbekämpfung direkt verbessert, wird es zu enormen Kosteneinsparungen sowie auch dazu beitragen, dass die CO2-Emissionen innerhalb von fünf Jahren nach der Markteinführung um über 100 Millionen Tonnen reduziert werden können.
Schlüsselbegriffe
SleekShip, Schiff, Anwuchs, Biofouling, Rumpf, Unterwassertechnologie, Subsea Tech, Kavitationsreinigung, trübe Gewässer
