نظام منع نمو الكائنات البحرية مقابل أنظمة الموجات فوق الصوتية لمنع الترسبات على السفن التجارية: التكلفة، الأداء، والقيود

مالكو السفن والمشرفون الفنيون في مجموعة إس إم إي، كانوا يحاولون حل هذا السؤال وحده طوال أكثر من عشرين عامًا. لم يتغير الأمر فعليًّا، لكن النقاش — بل الجدل الحاد — يدور حاليًّا حول مقارنة نظام إم جي بي إس مع البديل بالموجات فوق الصوتية المسمى «مقاومة الترسبات بالموجات فوق الصوتية». وفيما يلي دليلٌ مبسَّطٌ، استنادًا إلى بحثنا الذي شمل مئات، بل وربما آلاف اليختات التي تجاوز عددها ٥٠٠ يخت. سواء كانت تبحر في البحر أو راسية في المرسى:

الميكانيكا الأساسية: كيفية عمل كل نظام

ولكن لا يمكن إجراء مقارنة الأسعار إلا بعد أن تدرك أن منع التلوث البيولوجي يتطلب أساليب مختلفة.

أنظمة MGPS تستخدم طريقة التحليل الكهربائي وتحتاج إلى تركيب قطب موجب، عادةً من النحاس والألومنيوم، داخل صندوق المياه البحري أو في أنابيب التوصيل. وعند تمرير تيار كهربائي منخفض الجهد عبر هذه الأقطاب الموجبة، تتحرر أيونات معدنية في ماء البحر. وتؤدي هذه الأيونات إلى تغيير البيئة بحيث لا تستطيع الحيوانات مثل الياكوت والمحار والطحالب الالتصاق بأسطح الأنابيب الداخلية أو بالقرب من هيكل السفينة عند فتحات الدخول.

والفرق بين الطريقتين هو أن مكافحة التلوث البيولوجي بالموجات فوق الصوتية تستخدم مستقبلات (ترانسديوسرز) موضوعة داخل هيكل السفينة أو على جدران الأنابيب. وتُحدث هذه المستقبلات ظاهرة التجويف وتحولات في الضغط ذات تردد عالٍ. ويعتقد أن هذه الظاهرة تعيق الوظائف البيولوجية لليرقات، فلا تسمح لها بالإطلاق أو بالالتصاق بالأسطح. كما أنها لا تطلق أي مواد كيميائية في الماء.

تحليل التكلفة: الاستثمار الأولي والنفقات التشغيلية

لعملائنا، في شركة إس إم إي، ننظر إلى التكاليف على أنها مقسَّمة إلى ثلاثة أجزاء: النفقات الرأسمالية (CAPEX)، وتكاليف التركيب، والنفقات التشغيلية طويلة الأجل (OPEX).

النفقات الرأسمالية الأولية وتكاليف التركيب: بشكل عام، تُعد النفقة الأولية لنظام فوق صوتي غالبًا أقل من تكلفة نظام MGPS الوظيفي الكامل الذي يفتقر إلى الأنود الوحيد ولوحة التحكم. أما عند التركيب، فتتغيّر هذه الأرقام. ويستلزم تركيب المحولات فوق الصوتية في هيكل السفينة منطقةً في الهيكل إما أن تُجرَّد من الماء أو تُلحَم بعنايةٍ فائقة. أما تركيب نظام MGPS، فيتم بعد الانتهاء منه بالتوازي مع تركيب مجموعة الأنودات بالنسبة لصندوق البحر، ويحدث ذلك أثناء رسو السفينة (وهو ما تقوم به مجموعتنا الخدمية لـ١٠٠٠ سفينة سنويًّا). أما تركيب جهاز فوق صوتي في سفينة جديدة التصنيع، فيكون تقريبًا مساويًا من حيث التكلفة لتركيب نظام MGPS، وفي حالة التحديث (Retrofitting) قد يكون بديلًا فعّالًا للنظام المركَّب حاليًّا، كما أن تركيبه عبر فتحات هيكل السفينة أبسط بكثير.

النفقات التشغيلية (أوبيكس): تتطلب أنظمة الحماية المغناطيسية بالتيار الكهربائي أقطابًا تآكلية قابلة للاستهلاك. وتتراوح مدة عمر هذه الأقطاب بين ١٢ و١٨ شهرًا، وذلك حسب درجة ملوحة المياه ووقت التشغيل. وتكاليف استبدال القطب السنوية منخفضة جدًّا. وعلى الرغم من أن أنظمة الموجات فوق الصوتية تستهلك طاقةً أكثر قليلًا، فإنها لا تحتاج إلى أي مواد استهلاكية (مثل الأقطاب). ومع مرور الزمن، تنخفض كفاءتها بسبب تآكل المحولات الصوتية (التي تتطلب استبدالها كل ٣–٥ سنوات). أما التحدي الذي نواجهه عند إعداد الحسابات لعميلنا فهو أن تكلفة استبدال الأقطاب قد ترفع النفقات التشغيلية لعملائنا، لكننا نضمن لهم الحصول على الحماية الكاملة.

الأداء: التغطية، والفعالية، والموثوقية

عند الحديث عن الأداء — ليس في الورق أو في أدبيات المبيعات، بل في الواقع الفعلي — فإن هاتين التقنيتين نادرًا ما تتفقان في الأداء.

أداء أنظمة الحماية المغناطيسية بالتيار الكهربائي: تجربتنا في أحواض بناء السفن حول العالم تُظهر أن نظام MGPS يوفّر حمايةً متسقةً وموثوقةً بشكلٍ عامٍّ لمنظومة التبريد بالماء البحري بكاملها، بما في ذلك الأنابيب ومبدّلات الحرارة والمكثفات. وقد أثبت فعاليته الكبيرة في منع نمو الكائنات ذات القشور الصلبة مثل الياقوت والمحار. ولا يؤثر سرعة السفينة أو خصائص الماء الصوتية على إطلاق الأيونات. وفي مجالٍ تُعتبر فيه فترات التوقف عن التشغيل خسارةً كبيرةً في الإيرادات، يتصدّر نظام MGPS الحلولَ المُستخدمة في التطبيقات التجارية للسفن التي تتطلّب معدلات تدفّق عالية للماء البحري.

القيود المفروضة على الموجات فوق الصوتية: يُعَدُّ ظاهرة التظليل مشكلةً تواجه أنظمة الموجات فوق الصوتية. فالموجات الصوتية العابرة لا تنحني حول الزوايا، وهي فعّالةٌ للغاية في الأنابيب الخالية من المنعطفات أو العوائق، لكنها أقل فعاليةً في الأنابيب التي تحتوي على منعطفات أو عوائق، أو في المسارات الطويلة من الأنابيب التي تتضمّن عدّة منعطفات أو عوائق. وبالإضافة إلى ذلك، تؤثّر العكارة والملوحة ودرجة حرارة الماء تأثيرًا كبيرًا في أداء النظام. وعندما تتحرّك السفينة ببطء أو تكون راسية في الميناء، يقلّ تأثير ظاهرة التآكل الناتج عن الفقاعات (التجويف). ولقد شاهدنا سفنًا استخدمت أنظمة الموجات فوق الصوتية نظّفت صندوق البحر بالكامل، ومع ذلك لم تُحمَّ الطرف البعيد من خط التبريد، ما أدّى إلى ارتفاع درجة الحرارة.

القيود والعيوب التشغيلية

جميع التقنيات معرّضة لمواطن ضعف. ومن المهم أن يكون مدراء الأسطول على علمٍ بهذه المواضع.

عيوب نظام MGPS: القيود الرئيسية تتعلق بالقيود البيئية والتشغيلية المفروضة على إطلاق النحاس في نظام الحماية الكاثودية المغناطيسي (MGPS). وتركيز النحاس منخفضٌ؛ لذا فإن بعض الموانئ التي تطبّق قوانين بيئية صارمة لا تصلح لاستخدام الأنودات القائمة على النحاس. علاوةً على ذلك، تنخفض كفاءة الأنودات عند التشغيل لفترات طويلة في المياه العذبة أو المياه شبه المالحة، ما يؤدي إلى استهلاك أكبر لها. كما يتطلّب النظام معايرة دورية واختبار جهد هيكل السفينة، بالإضافة إلى القدرة على معالجة التآكل الناتج عن التيارات المتسربة، وهي خدمة يقدّمها مهندسو الدعم الفني لدينا بانتظام.

العيب بالموجات فوق الصوتية: توجد مشكلة أخرى مرتبطة بمُحوِّلات الموجات فوق الصوتية، وهي الترسبات (إضافةً إلى تأثير الظل). وعندما تغطى واجهة المُحوِّل بالطحالب أو الغشاء الحيوي، تنخفض كفاءته بشكلٍ كبير. علاوةً على ذلك، لا تُظهر هذه الأنظمة فعاليةً كبيرةً في ضمان منع نمو الكائنات ذات القشور الصلبة أو الحدّ من احتمال حدوثه؛ فهي تقتصر فقط على كبح استيطان اليرقات على السطح. كما أن موجات الموجات فوق الصوتية ليست قويةً بما يكفي لإزالة صدفيةٍ ما إن التصقت بالسطح. ولذلك، لا بدَّ من استخدامها جنبًا إلى جنب مع نظام إدارة المياه البحرية العميق (Deep-Sea MGPS) على متن السفينة، وليس كبديلٍ عنه.

رأي الخبراء الصغار: أيُّ خيارٍ ينبغي أن تختار؟

لا يوجد حلٌّ واحدٌ يناسب جميع الحالات. واستنادًا إلى بيانات الضمان الخاصة بنا المجمَّعة من مختلف السفن، وكذلك التعليقات الواردة بعد الخدمة خلال الأشهر الاثني عشر الماضية، قمنا بتجميع توصيات الخدمة حسب نوع السفينة وطرق الملاحة أدناه:

تظل منظومة إم جي بي إس (MGPS) النظام الوحيد المُثبت عالميًّا من حيث الفعالية التكلفة والضمان، والمُطبَّق على السفن الكبيرة العابرة للمحيطات التي تسير بسرعات عالية ومعدلات تدفق عالية، مثل سفن الحاويات وسفن النقل السائبة وسفن نقل النفط وغيرها؛ إذ توفِّر هذه المنظومة حلًّا دائمًا لمنظومة تبريد المياه البحرية بأكملها. وهي تضمن للعملاء تشغيل منظومة فعَّالة لتبريد المياه البحرية. أما منظومة الصندوق البحري فوق الصوتية (ultrasonic sea chest) فهي مفيدة للغاية على السفن التي تؤدي رحلات قصيرة داخل المناطق الحساسة بيئيًّا، لكنها لا تغطي منظومة تبريد المياه البحرية بكاملها. وتتمحور فلسفة شركة إس إم إي (SME) حول الشعار: «استهدف ما وراء اهتماماتك».

بدلاً من شراء النظام الجاهز من الرفّ، نُحلِّل ملفّ التشغيل الخاصّ بسفينتك ثم نُجري تحليلًا شاملًا وكاملاً للمخاطر لضمان اقتراح أفضل حلٍّ ممكن لأسطولك. وقد يكون هذا الحلّ نظامَ إدارة حماية كهروكيميائية (MGPS) جديدًا تمامًا يضم أحدث منطق تحكّم، أو قد يكون تحويل النظام الحالي وتحسين عمر الأنودات. ويساعد حل التحديث على خفض استهلاك الأنودات سنويًّا، كما يطيل أمد استخدامها بشكلٍ كبير. وتوفّر شركة SME كل ما تحتاجه، سواءً في تركيب أنظمة جديدة أو ترقية المعدّات القديمة أو تشخيص أعطالها أو إجراء الصيانة الروتينية — فنحن نغطّي جميع جوانب المعدّات التي تعمل كهربائيًّا أو ميكانيكيًّا، وذلك تحت إدارة فريقٍ خبيرٍ لدينا.

نُوظِّف أكثر من ١٠٠ موظَّف وننفِّذ جميع عملياتنا وفق إجراءات الأيزو الصارمة الخاصة بنا؛ وبالتالي، نستطيع ضمان إدارة فعَّالة وصديقة للبيئة ومكافحة الترسبات البيولوجية، مع ضمان أقصى وقت تشغيلي متاح وحماية استثمارك المستقبلي. لا تزال تواجه صعوبة في فهم الحل الأنسب لأسطولك؟ لماذا لا تتصل بفريقنا؟ حيث سيقدِّم لك أفراد الفريق على الفور حسابًا فعّالًا للفوائد التكلفة في الوقت الفعلي لأسطولك، مستندين إلى البيانات المتاحة لفهم ما يدور حوله الأمر حقًّا: ممارسة عملية مطبَّقة جيِّدًا!