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La bioincrostazione marina è semplicemente l’insediamento indesiderato di organismi marini su apparecchiature subacquee. Che si tratti di microrganismi come batteri e diatomee, oppure di macroorganismi quali cozze, cirripedi e alghe, che crescano su carene di navi, griglie di presa d’acqua, tubazioni o infrastrutture offshore, la bioincrostazione causa problemi. Nel corso degli anni, abbiamo completato oltre 500 interventi di retrofit e manutenzione all’anno, e in ogni caso il problema è stato identificato dal nostro team come conseguenza dell’impatto della bioincrostazione marina.
Cause della bioincrostazione marina
Si verifica una sequenza ecologica prevedibile: un "film condizionante" di grandi molecole organiche si deposita su una superficie inizialmente pulita immediatamente dopo l'immersione del componente nell'acqua. Entro 24–48 ore, i microorganismi colonizzano la superficie, formando un biofilm. Seguono poi batteri e diatomee. Entro 4–6 giorni, le larve di macroincrostanti — tra cui cirripedi, vermi tubicoli e mitili — si insediano e si sviluppano, attratte dal microambiente ricco di sostanze organiche. Alcuni dei parametri più importanti che influenzano l'incrostazione sono:
Temperatura dell'acqua: La crescita biologica è stimolata da maggiori quantità di calore dovute alle acque tropicali e subtropicali più calde; il livello di bioincrostazione nelle zone tropicali può essere fino a 10 volte superiore rispetto a quello riscontrato nelle zone temperate e fredde.
Salinità e livelli di nutrienti: Elevati livelli di nutrienti nelle zone estuarine e costiere favoriscono fioriture algali e aumentano l'abbondanza larvale, accelerando i tassi di incrostazione.
Attività delle imbarcazioni: Le navi ferme o in movimento molto lento si incrostano in modo più grave rispetto alle navi in continuo movimento, che incontrano resistenza idrodinamica/attrito che ostacola l’insediamento di organismi incrostanti. Alcuni esempi comuni di navi immobili o a bassa velocità includono piattaforme petrolifere offshore, unità FPSO e altri tipi di navi all’ancora.
Materiale e rugosità della superficie: Superfici più chimicamente reattive o più ruvide favoriscono un migliore deposito e una maggiore ritenzione di nutrienti, accelerando così il processo di colonizzazione.
Comprendere questi fattori scatenanti consente agli operatori di prevedere il rischio di incrostazione sulla base delle rotte commerciali, dei modelli operativi e della stagionalità. SME utilizza questa conoscenza per personalizzare le misure preventive per ciascun cliente.
Rischi operativi ed economici
L’incrostazione biologica non è dunque un mero problema estetico. Essa comporta costi reali in termini di prestazioni, facilmente quantificabili:
Consumo di carburante aumentato: Anche un sottile strato di muco aumenta la rugosità dello scafo, incrementando così la resistenza al moto. L'IMO ritiene che un'incrostazione moderata causi un aumento del consumo di carburante compreso tra il 10% e il 20%, mentre un'incrostazione grave (ad esempio, una fioritura di cirripedi) può far salire il consumo di carburante fino al 40%. In un contesto di prezzi elevati del carburante, questo rappresenta un elemento di costo significativo.
Riduzione della velocità e ritardi nelle traversate: Quando l’efficienza delle navi è compromessa da scafi incrostati, queste riducono la velocità, aumentano i giri del motore e prolungano la durata delle traversate per rispettare i tempi previsti.
Corrosione accelerata: La presenza di biofilm favorisce inoltre la formazione di celle a differenza di aerazione sotto i depositi, provocando corrosione localizzata a pitting e per fessurazione, osservabile nelle zone della cassa di aspirazione dei sistemi di raffreddamento funzionanti con acqua di mare. Queste zone risultano problematiche poiché presentano aree di flusso scarso o stagnante, dove l’ambiente diventa ancora più aggressivo nei confronti del materiale di substrato.
Ostruzioni e guasti degli impianti: Nei sistemi di tubazioni, gli inquinanti macroscopici possono causare una riduzione del flusso, diminuendo quindi l'efficienza degli scambiatori di calore e aumentando il fabbisogno energetico delle pompe. Se tali cause provocano ostruzioni parziali o complete delle tubazioni, ciò può portare a surriscaldamenti gravi oppure a fermi impianto/costi elevati per guasti improvvisi e riparazioni d'emergenza; in tal caso è necessario intervenire.
Sanzioni normative e commerciali: Una nave affetta da bioincrostazione contribuisce in misura significativa alla diffusione di specie invasive. Il regime regolamentare applicato alle navi in visita, nell'ambito del controllo dello Stato del porto e, sempre più spesso, tramite agenzie ambientali, prevede attualmente ispezioni fisiche degli scafi e la pulizia delle superfici della nave. Il mancato rispetto comporta fermo della nave, sanzioni e negato accesso al porto.
Molti dei progetti di servizio dell'azienda riguardano la pulizia di sistemi affetti da bioincrostazione e il ripristino del loro corretto funzionamento.
Metodi di prevenzione: un approccio multilivello
Soluzioni intelligenti per la mitigazione del biofouling. La strategia di controllo del biofouling combina trattamenti superficiali, sistemi attivi e procedure operative. Nessuna singola opzione è adatta a tutti i casi: la scelta della soluzione dipende in larga misura dalla rotta commerciale della nave, dal suo design e dal regime di manutenzione.
Rivestimenti antifouling: Attualmente, le prime barriere contro l’insediamento sono i rivestimenti SPC e le vernici siliconiche a rilascio antifouling. L’azione di rilascio dei biocidi contenuti nelle vernici SPC (ad esempio rame, zinco) limita la quantità di insediamento. Le superfici a bassa adesione offerte dalle vernici siliconiche a rilascio antifouling consentono al movimento dell’acqua di rimuovere qualsiasi organismo e funzionano bene su navi ad alta velocità. Tali vernici devono essere sostituite periodicamente in condizioni di asciutto e potrebbero incontrare restrizioni sull’uso di biocidi se impiegate in aree con normative ambientali particolarmente severe.
Sistemi di prevenzione della crescita marina (MGPS): Applicazione per pozzetto marino e raffreddatore a scatola. Sistema MGPS ideale per pozzetto marino e tubazioni: il sistema MGPS controlla l’incrostazione biologica. Grazie ad anodi elettrolitici installati nel pozzetto marino/MGPS, vengono rilasciate quantità controllate di ioni rame e alluminio, che contrastano efficacemente l’insediamento larvale e prevengono la formazione di biofilm nelle tubazioni e sulle carene. A differenza dei rivestimenti a rilascio passivo, gli ioni non vengono rilasciati finché il sistema MGPS non è attivato, garantendo risultati più controllati. Sistemi SME sono stati forniti a centinaia di navi in tutto il mondo per offrire una protezione affidabile.
Ispezione e pulizia periodiche: La pulizia subacquea programmata (effettuata con veicoli telecomandati o da operatori subacquei) rimuove il biofilm nella sua fase iniziale e previene l’incrostazione macroscopica. Durante la pulizia è necessaria particolare attenzione per evitare danni al rivestimento. La pulizia in immersione con sistemi di captazione sta diventando un requisito sempre più frequente nei porti ecologicamente sensibili, per impedire che biofilm e/o particelle di rivestimento staccatesi entrino nell’ambiente.
Misure operative: L’accumulo di incrostazioni è aggravato da lunghi periodi di inattività. Può essere ritardato mediante una pianificazione ottimizzata delle traversate, ad esempio transiti ad alta velocità per incrementare lo sforzo di taglio sullo scafo e spazzolature meccaniche. Per le installazioni statiche a lungo termine, l’essiccamento regolare risulta efficace.
Il vantaggio SME nella prevenzione delle incrostazioni biologiche
In SME, trattiamo il biofouling come una sfida sistemica completa, affrontandola con competenze ingegneristiche, componenti di alta qualità e un servizio reattivo. I nostri oltre 100 team di ingegneri elettrici, meccanici e di supporto, provenienti dai nostri laboratori di Nantong di 5.000 m², operano a livello globale per fornire tecniche anti-fouling per i vostri asset. Tra gli altri prodotti e servizi offriamo fornitura di MGPS, ispezioni con cloche, protezione retrofit per le prese a mare, manutenzione dei sistemi di raffreddamento ad acqua. Il vostro progetto è coperto dalla nostra garanzia di 12 mesi ed è gestito tramite i nostri sistemi ISO 9001/14001/45001. Il nostro obiettivo è fornire supporto tecnico diretto per oltre 500 progetti all’anno e oltre 1.000 ricambi per navi in tutto il mondo ai partner offshore di SP Management Contractor e ai cantieri navali cinesi; contattateci quindi senza esitazione: il nostro obiettivo è andare oltre le vostre preoccupazioni legate al biofouling, garantendo un funzionamento pulito ed economico.