Fuente: Offshore Energy. Naida Hakirevic Prevljak. 10/06/2024
El siguiente artículo fue escrito por la Dra. Sasha Heriot, gerente comercial de desarrollo de productos de Cathelco. Profundiza en el tema de la bioincrustación marina y presenta formas efectivas de reducir y combatir este fenómeno.
Ante la escasez de combustibles alternativos, las tecnologías de ahorro de energía presentan oportunidades para ahorrar combustible, reducir las emisiones y reducir los costos. Un factor que a menudo se pasa por alto en la eficiencia del combustible de un barco y en las emisiones totales es el impacto de la bioincrustación.
Esta amenaza oculta es la acumulación de organismos acuáticos en superficies sumergidas, lo que reduce la eficiencia de la embarcación, aumenta la resistencia, disminuye la eficiencia del combustible y aumenta los costos operativos.
La Organización Marítima Internacional (OMI) reconoce la gestión de la bioincrustación como una herramienta eficaz para mejorar la eficiencia energética y reducir las emisiones de los buques.
Afortunadamente, las medidas para combatir la bioincrustación mejoran continuamente y los sistemas antiincrustantes ultrasónicos representan una tecnología transformadora; se utilizan ondas sonoras que proporcionan una solución proactiva y sostenible para mantener limpios los cascos de los buques, reducir las emisiones y los costos y prevenir la transferencia de especies invasoras.
Impacto de la bioincrustación
Tan pronto como un barco ingresa al agua, se vuelve susceptible a la contaminación biológica y alberga un ecosistema diverso de vida marina. El fenómeno se inicia cuando microorganismos acuáticos se adhieren a la superficie de la embarcación formando una película orgánica (biopelícula) esto atrae a otros microorganismos que se alimenten de ellos, a su vez, macroorganismos como percebes, mejillones y esponjas se alimentan de este sistema fijando su residencia allí; esto crea una superficie rugosa y desigual (microincrustaciones), lo que aumenta la resistencia y afecta el rendimiento hidrodinámico de la embarcación.
Estas microincrustaciones crean fricción, lo que afecta la resistencia y el rendimiento de la embarcación; a medida que aumenta la resistencia, el consumo de combustible y las emisiones aumentan y los motores trabajan más para superar la resistencia. En consecuencia, la eficiencia disminuye, lo que genera mayores costos operativos para los propietarios de embarcaciones, incluidos mayores gastos de combustible e intervalos de mantenimiento más cortos.
Los impactos de la bioincrustación se extienden más allá del casco y afectan las hélices, los apéndices y las protuberancias del casco. El crecimiento marino desenfrenado obstruye los sistemas de toma de agua de mar, reduce el flujo y contribuye a la corrosión, poniendo en peligro la integridad de los buques.
Cumplimiento normativo e iniciativas medioambientales
La OMI reconoce la importancia de la gestión de la bioincrustación para reducir las emisiones y lograr objetivos de sostenibilidad, citándola como clave para su optimización.
Un estudio realizado por la Alianza Global de la Industria para la Bioseguridad Marina, parte del Proyecto de Asociaciones GloFouling de la OMI, muestra que mantener limpios los cascos puede reducir las emisiones de GEI de un barco hasta en un 25%, apoyando directamente el objetivo de emisiones netas cero de la OMI para 2050. Calculadora de intensidad de carbono (CII).
En el lanzamiento en diciembre de 2022, el Dr. José Matheickal, Jefe del Departamento de Asociaciones y Proyectos de la OMI, alentó a la industria marítima a considerar la gestión de la bioincrustación como una de las formas fáciles de ahorrar emisiones de GEI.
La bioincrustación no solo crea desafíos operativos y de emisiones, sino también riesgos ecológicos, al facilitar la transferencia de especies acuáticas invasoras junto con el agua de lastre. Los organismos separados que se reproducen en áreas no nativas pueden causar estragos en ecosistemas frágiles, superando y poniendo en peligro a las especies autóctonas y alterando los delicados hábitats marinos.
La propagación de especies invasoras se reconoce como una amenaza importante para el bienestar ecológico y económico del planeta y uno de los principales impulsores de la pérdida de biodiversidad. La OMI ha implementado directrices estrictas para prevenir su propagación, enfatizando la importancia de una gestión eficaz de la contaminación biológica para salvaguardar la biodiversidad marina. En el MEPC 80 de julio de 2023 se adoptaron directrices actualizadas sobre bioincrustaciones, lo que refleja este compromiso.
Evolución de la gestión del biofouling
Tradicionalmente, los operadores de embarcaciones han dependido de recubrimientos antiincrustantes además de una limpieza periódica del casco y el pulido de las hélices para controlar la bioincrustación; sin embargo, estos métodos tienen limitaciones que incluyen preocupaciones ambientales, el mantenimiento requiere mucha mano de obra y altos costos; además, la naturaleza reactiva de la limpieza manual, ya sea bajo el agua con robots y buzos o en dique seco.
Existen varias soluciones proactivas para proteger diferentes partes contra la bioincrustación; por ejemplo, los sistemas de prevención del crecimiento marino (MGPS), como el de Cathelco, utilizan ánodos de cobre instalados en las tomas de agua de mar para impedir que los organismos marinos se asienten. Al evitar la acumulación o el bloqueo en las tuberías, los MGPS ayudan a evitar el sobrecalentamiento y posibles paradas de maquinaria, la corrosión acelerada y la reducción de la capacidad de extinción de incendios. Los MGPS destacan por abordar la macroincrustación y son adecuados para el tratamiento de volumen en áreas como tanques, tuberías internas y sistemas de enfriamiento; la protección ultrasónica (USP) es más eficaz para la prevención temprana de microincrustaciones en las superficies.Los sistemas ultrasónicos funcionan junto con los revestimientos antiincrustantes para garantizar que el casco permanezca limpio y liso desde el principio; los transductores están colocados en el interior del casco y emiten ondas ultrasónicas, interrumpiendo la conexión biológica.
Estas ondas penetran la placa del casco, alterando las membranas celulares de los microorganismos e impidiendo que se adhieran; en pocas palabras, hace que la superficie vibre, lo evita la fijación del biofouling.
La ciencia detrás del antiincrustante ultrasónico
El proyecto CLEANSHIP, financiado con fondos europeos y en colaboración con la Universidad de Brunel y Lloyd’s Register, descubrió que incluso seis meses sin protección contra los depósitos de incrustaciones marinas pueden aumentar la resistencia del casco hasta tal punto que un barco puede consumir hasta un 40% más de combustible y producir un 40% más de emisiones de CO2.
Se propone una solución inofensiva y rentable para la prevención de incrustaciones sin necesidad de sacar un barco de servicio; el procedimiento se basa en la colocación de unas placas que emiten ondas ultrasónicas de largo alcance que viajan a lo largo de todo el casco del barco por debajo de la línea de flotación para prevenir y disminuir la acumulación de incrustaciones.
Los sistemas antiincrustantes ultrasónicos aprovechan técnicas establecidas, como la onda guiada y la heterodinación, para garantizar una mejor protección contra los organismos incrustantes.
Las ondas guiadas son utilizadas tradicionalmente en ensayos no destructivos, corresponde a un conjunto de transductores de una cierta frecuencia, dispuestos para generar un efecto de onda guiada para provocar la vibración en la superficie del navío.
La tecnología USP permite que las ondas viajen distancias más largas que otros sistemas similares, lo que significa que se requieren hasta un 60% menos de transductores; esto ofrece menores costos operativos y de instalación y hace que el sistema sea más confiable y fácil de administrar, ya que requiere menos transductores, o sea menos tendidos de cables y paneles de control.
La heterodinación, también llamada conversión de frecuencia utilizada originalmente en la sintonización de radiofrecuencia genera múltiples frecuencias para apuntar a un espectro más amplio de organismos contaminantes, lo que garantiza una protección integral en diversos ambientes y estaciones marinos.
Los transductores de frecuencia única no pueden proteger contra todos los tipos de incrustaciones. La generación de más frecuencias permite la protección contra una gama más amplia de especies contaminantes, lo que permite un mayor alcance y una eficiencia óptima.
La propuesta del sistema DragGone aplica estos principios y en el caso de uso por primera vez ha sido probado y validado en cuanto a eficiencia y seguridad; se ha demostrado que ofrece una mejora de hasta un 13 % en la eficiencia del combustible. Esta comprobación fue realizada en un ferry de 78,5 m que operaba entre la isla Denman y la bahía Buckley en la isla de Vancouver; antes de su instalación, el buque experimentaba altos niveles de resistencia, lo que le impedía alcanzar el número requerido de tránsitos por día.
Sostenibilidad financiera y ambiental en las operaciones marítimas
Al abordar tanto la microincrustación como la macroincrustación, una combinación de MGPS y tecnología de protección ultrasónica ofrece un enfoque integral para la gestión eficaz de la bioincrustación para el tratamiento de superficies y volúmenes.
A medida que la industria marítima se esfuerza por reducir sus costos y su huella ambiental, es cada vez más importante alinear las soluciones de bioincrustaciones con los objetivos de sostenibilidad.
La adopción de tecnologías innovadoras, como los sistemas antiincrustantes ultrasónicos, permite a los operadores de embarcaciones mejorar la eficiencia operativa y de combustible al tiempo que reducen la resistencia y las emisiones asociadas.
Estas soluciones proactivas a los costos ocultos de la bioincrustación no solo benefician el resultado final, sino que también contribuyen a un ecosistema marítimo más limpio y verde.