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Meeres-Biofouling ist schlicht die unerwünschte Besiedlung von Unterwasser-Komponenten durch Meereslebewesen. Ob es sich dabei um Mikroorganismen wie Bakterien und Diatomeen handelt oder um Makroorganismen wie Muscheln, Seepocken und Algen – ob sie sich auf Schiffsrümpfen, Seewassereinlässen, Rohrleitungen oder Offshore-Infrastruktur ansiedeln: Biofouling verursacht Probleme. Über Jahre hinweg haben wir jährlich mehr als 500 Nachrüstungs- und Wartungsarbeiten durchgeführt; in jedem Fall identifizierte unser Team das Problem als Folge von Meeres-Biofouling.
Ursachen von Meeres-Biofouling
Eine vorhersehbare ökologische Abfolge tritt auf: Unmittelbar nach dem Eintauchen der Komponente in Wasser bildet sich eine „anpassende“ Schicht aus großen organischen Molekülen auf einer zunächst sauberen Oberfläche. Innerhalb von 24 bis 48 Stunden besiedeln Mikroorganismen die Oberfläche und bilden einen Biofilm. Bakterien und Kieselalgen folgen bald darauf. Innerhalb von vier bis sechs Tagen setzen sich Makrofouling-Larven – darunter Seepocken, Röhrenwürmer und Muscheln – ab und entwickeln sich, angelockt durch die organisch reiche Mikroumgebung. Zu den wichtigsten Parametern, die die Verschmutzung beeinflussen, zählen:
Wassertemperatur: Biologisches Wachstum wird durch erhöhte Wärmemengen stimuliert, verursacht durch wärmere tropische und subtropische Gewässer; die Intensität der Biofouling-Besiedlung in tropischen Gebieten kann bis zu zehnmal so hoch sein wie in gemäßigten und kalten Regionen.
Salzgehalt und Nährstoffgehalte: Hohe Nährstoffgehalte in Flussmündungen und Küstengebieten fördern Algenblüten und erhöhen die Larvendichte, wodurch die Verschmutzungsrate beschleunigt wird.
Schiffsbewegung: Nicht bewegte oder sehr langsam fahrende Schiffe werden stärker bewachsen als kontinuierlich fahrende Schiffe, bei denen der Strömungswiderstand beziehungsweise die Reibung das Ansiedeln von Bewuchsorganismen erschwert. Zu den häufigsten Beispielen für unbewegliche oder langsam fahrende Fahrzeuge zählen Offshore-Ölplattformen, FPSOs und andere Arten von verankerten Schiffen.
Oberflächenmaterial und Oberflächenrauheit: Chemisch reaktivere oder gröbere Oberflächen ermöglichen eine bessere Anlagerung und Nährstoffspeicherung, wodurch die Besiedlung beschleunigt wird.
Das Verständnis dieser Auslöser ermöglicht es Betreibern, das Bewuchsrisiko anhand von Handelsrouten, Betriebsmustern und saisonalen Faktoren vorherzusagen. SME nutzt dieses Wissen, um präventive Maßnahmen individuell auf jeden Kunden abzustimmen.
Betriebliche und wirtschaftliche Risiken
Biofouling ist daher keineswegs nur ein ästhetisches Problem. Biofouling führt zu messbaren, realen Leistungseinbußen:
Erhöhter Kraftstoffverbrauch: Selbst eine geringfügige Schleimschicht erhöht die Rauheit des Schiffsrumpfs und damit den Reibungswiderstand. Die IMO geht davon aus, dass mäßiger Bewuchs zu einem zusätzlichen Kraftstoffverbrauch von 10 bis 20 % führt; starker Bewuchs (z. B. bei Muschelblüten) kann den Kraftstoffverbrauch sogar um bis zu 40 % steigern. Bei hohen Kraftstoffpreisen stellt dies einen wichtigen Kostenfaktor dar.
Geringere Geschwindigkeit und Verspätungen auf der Reise: Wenn die Effizienz von Schiffen durch bewuchste Rümpfe beeinträchtigt wird, verringern sie ihre Geschwindigkeit und erhöhen die Motordrehzahl sowie die Reisedauer, um ihre Zeitpläne einzuhalten.
Beschleunigte Korrosion: Das Vorhandensein von Biofilmen führt zudem zur Bildung unterschiedlicher Belüftungszellen unter den Ablagerungen, was zu lokalisiertem Lochfraß und Spaltkorrosion im Bereich der Seewassereinlässe von Kühlwassersystemen führt. Diese Bereiche sind problematisch, da dort Strömungsarmut oder Stagnation herrscht und die Umgebung das Substratmaterial noch stärker angreift.
Verstopfung und Ausfall von Geräten: In Rohrleitungssystemen können makroskopische Ablagerungen zu einer Einschränkung des Durchflusses führen, wodurch die Effizienz von Wärmeaustauschern sinkt und der Energiebedarf für die Förderung steigt. Entwickeln sich diese Ursachen zu teilweisen oder vollständigen Rohrverstopfungen, kann es zu schwerer Überhitzung oder zu Anlagenstillständen teuren Ausfällen und Notreparaturen kommen – dann ist unverzüglich zu handeln.
Regulatorische und kommerzielle Sanktionen: Ein mit Biofouling befallenes Schiff trägt maßgeblich zur Verbreitung invasiver Arten bei. Die unter der Hoheitsgewalt des Hafenstaats sowie zunehmend auch durch Umweltbehörden durchgesetzte Regulierung umfasst bei Schiffsanläufen nun physische Inspektionen der Rumpfoberfläche und Reinigungsmaßnahmen an Schiffsoberflächen. Bei Nichterfüllung drohen Festsetzung des Schiffs, Geldstrafen sowie Verweigerung der Hafenzugangsberechtigung.
Viele Serviceprojekte des Unternehmens SME umfassen die Reinigung biofouling-belegter Systeme und die Wiederherstellung ihres betriebsfähigen Zustands.
Präventionsmethoden: Ein mehrschichtiges Vorgehen
Intelligente Lösungen zur Minderung von Biofouling. Die Biofouling-Kontrollstrategie kombiniert Oberflächenbehandlungen, aktive Systeme und Betriebsroutinen. Keine einzige Option ist universell einsetzbar; die Wahl der Lösung hängt weitgehend von der Handelsroute des Schiffes, dessen Konstruktion und dem Wartungsplan ab.
Antifouling-Beschichtungen: Heute bilden SPC-Beschichtungen (Self-Polishing Copolymer) und silikonbasierte Fouling-Release-Lacke die ersten Barrieren gegen Ansiedlung. Die Auslaugwirkung des in SPC-Lacken enthaltenen Biozids (z. B. Kupfer, Zink) begrenzt die Menge an Ansiedlung. Die geringe Haftung auf den Oberflächen silikonbasierter Fouling-Release-Lacke ermöglicht es der Wasserbewegung, Organismen abzuwaschen, und eignet sich besonders gut für Hochgeschwindigkeitsschiffe. Diese Lacke müssen jedoch periodisch trocken erneuert werden und können unter Umständen Biozidbeschränkungen unterliegen, falls sie in umweltrechtlich streng regulierten Gebieten eingesetzt werden.
Marine Growth Preventing Systems (MGPS): Anwendung für Seewasseransaugkasten und Kühler. Das MGPS-System ist ideal für Seewasseransaugkasten und Rohrleitungen. Das MGPS-System verhindert Bewuchs durch elektrolytische Anoden im Seewasseransaugkasten/MGPS: Es werden gezielt Kupfer- und Aluminiumionen freigesetzt, um die Besiedlung durch Larven zu kontrollieren und die Bildung von Biofilmen in Rohrleitungen und Schiffskörpern zu verhindern. Im Gegensatz zum Auslaugen von Beschichtungen werden die Ionen erst freigesetzt, sobald das MGPS-System aktiviert ist – dies ermöglicht eine präzisere Steuerung. SME-Systeme wurden bereits hunderten Schiffe weltweit geliefert, um zuverlässigen Schutz zu gewährleisten.
Regelmäßige Inspektion und Reinigung: Regelmäßige Unterwasserreinigung (mittels ferngesteuerter Fahrzeuge oder Taucher) entfernt Biofilme in einem frühen Stadium und verhindert Makrobewuchs. Bei der Reinigung ist Vorsicht geboten, da die Beschichtung beschädigt werden kann. Die Reinigung unter Wasser mit Absaugsystemen wird zunehmend in ökologisch sensiblen Häfen gefordert, um zu verhindern, dass Biofouling und/oder gelöste Beschichtungspartikel in die Umwelt gelangen.
Betriebliche Maßnahmen: Die Ablagerung von Fouling wird durch lange Standzeiten verstärkt. Sie kann durch eine optimierte Reiseplanung verzögert werden, beispielsweise durch Hochgeschwindigkeitsdurchfahrten zur Erhöhung der Rumpfschubspannung sowie durch mechanisches Abfegen. Bei langfristigen stationären Installationen ist regelmäßiges Austrocknen wirksam.
Der Vorteil von SME bei der Verhinderung von Biofouling
Bei SME betrachten wir Biofouling als ganzheitliche Systemherausforderung und begegnen ihr mit ingenieurtechnischem Fachwissen, hochwertigen Komponenten und einem schnellen Service. Unsere über 100 Teams aus Elektro-, Maschinen- und Supportingenieuren aus unseren 5.000 Quadratmeter großen Werkstätten in Nantong sind weltweit im Einsatz – um Anti-Fouling-Techniken für Ihr Anlagengut bereitzustellen. Zu unseren weiteren Produkten und Dienstleistungen zählen MGPS-Lieferungen, Klotz-Untersuchungen, Nachrüstungen zum Schutz von Seewassereinlässen sowie Wartung von Kühlwassersystemen. Ihr Projekt ist durch unsere 12-Monats-Garantie abgedeckt und wird über unsere ISO-9001/14001/45001-zertifizierten Systeme gesteuert. Unser Ziel ist es, jährlich Rohproduktunterstützung für über 500 Projekte sowie über 1.000 Ersatzteile für Schiffe weltweit an Offshore-Partner von SP Management Contractor und chinesische Werften zu liefern – kontaktieren Sie uns daher gerne. Unser Anspruch ist es, Ihre Sorgen bezüglich Biofouling zu übertreffen und so einen sauberen, wirtschaftlichen Betrieb sicherzustellen.