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海洋バイオフーリングとは、水中の設備に付着する望ましくない海洋生物の定着を指します。細菌や珪藻などの微生物から、ムール貝、カニバサミ、海藻などの大型生物まで、船体、海水取り入れ口、配管、あるいは海洋施設などに付着します。こうしたバイオフーリングはさまざまな問題を引き起こします。当社では、これまで年間500件以上の改造・保守作業を実施してきましたが、そのすべてにおいて、問題の原因は海洋バイオフーリングによる影響であると当社チームが特定しています。
海洋バイオフーリングの原因
予測可能な生態的順序が生じ、部品を水中に浸漬した直後に、清浄な表面に大きな有機分子からなる「条件付け」膜が形成される。24～48時間以内に微生物が表面に定着し、バイオフィルムを形成する。その後、細菌および珪藻が続いている。さらに4～6日以内には、フジツボ、チューブワーム、カキなどのマクロフーリングの幼生が、有機物が豊富な微小環境に引き寄せられて付着・発育する。フーリングに影響を与える重要なパラメーターには以下のようなものがある：
水温: 生物の成長は、熱帯および亜熱帯海域における水温上昇による熱量の増加によって促進され、熱帯地域におけるバイオフーリングの程度は、温帯および寒帯地域で見られる程度の最大10倍に達することがある。
塩分濃度および栄養塩濃度： 河口域および沿岸域における高い栄養塩濃度は、アオコの発生を促進し、幼生の密度を高めることで、フーリング速度を加速させる。
船舶の活動： 停止中または極めて低速で航行している船舶は、連続して航行している船舶と比べて、抵抗や摩擦によって付着生物の定着が抑制されるため、より深刻な汚損を受けることになります。このような静止・低速航行船の代表例には、海上油田プラットフォーム、FPSO（浮体式貯蔵・揚陸設備）、およびその他のアンカーを下ろした船舶があります。
表面材質および粗さ： 化学反応性が高く、あるいは粗さの大きい表面ほど、付着生物の定着と栄養分の保持が促進され、早期の定着が容易になります。
こうした要因を理解することで、運航会社は航路、運用パターン、季節性に基づいて汚損リスクを予測できます。SMEはこの知見を活かし、各顧客に最適化された予防策を提供しています。
運用上および経済上のリスク
つまり、バイオフーリングは単なる外観上の問題ではありません。バイオフーリングは、明確に計測可能な、実際の性能劣化を引き起こします：
燃料消費量の増加： わずかなスライム膜でも船体表面の粗さが増し、それにより摩擦抵抗が高まります。国際海事機関（IMO）は、中程度の付着汚損によって燃料消費量が10～20％増加し、ベイカル（カサガイ類）の大発生などの重度の汚損では、最大40％もの燃料消費増加が生じると評価しています。燃料価格が高騰している状況では、これは無視できないコスト要因です。
速度低下および航海遅延： 船体の汚損により推進効率が低下すると、船舶は所定の到着時刻を守るためにエンジン回転数を上げ、航速を落として航行時間を延長します。
腐食の加速： バイオフィルムの存在は、付着した下部に酸素濃度差を生じさせるため、海水冷却水システムの海水吸入口周辺などに局所的なピット腐食やすき間腐食を引き起こします。これらの部位は流速が低く、あるいは停滞する場所が多く、環境が基材に対してさらに攻撃的になるため、特に問題となります。
閉塞および機器故障： 配管システムにおいて、大きな付着物が流れを妨げ、熱交換器の効率低下やポンプ動力の増加を招く可能性があります。こうした状況が進行し、部分的あるいは完全な配管閉塞に至ると、深刻な過熱やプラントの停止、高額な緊急修理費用が発生するおそれがあるため、対策が必要です。
規制・商業上のペナルティ： 生物汚損が発生している船舶は、外来種の拡散を助長する主要な要因です。港湾当局による船舶検査（港湾国家管理）および環境関連機関による監視が強化されており、船体の実地点検や船体表面の清掃が義務付けられています。これに違反すると、船舶の留置、罰金、あるいは港への入港拒否といった措置がとられます。
当社の中小企業向けサービスプロジェクトの多くは、生物汚損が発生した設備の清掃およびその機能回復を目的としています。
予防方法：多層的なアプローチ
バイオフーリング対策のスマートソリューション。バイオフーリング制御戦略は、表面処理、能動型システム、運用手順を組み合わせたものであり、単一の手法で全てのケースに対応することはできません。ソリューションの選択は、船舶の航路、設計、および保守管理体制に大きく依存します。
防污塗料： 現在、付着を抑制する初期バリアとして、自己研磨型防污塗料（SPC）およびシリコン系フールリリース塗料が用いられています。SPC塗料に含まれる生物殺滅成分（例：銅、亜鉛）は、徐放機構により付着量を制限します。一方、シリコン系フールリリース塗料は低接着性表面を提供し、水流によって付着生物を洗い流す効果があり、高速船に特に有効です。ただし、これらの塗料は乾燥状態で定期的に再塗装する必要があり、環境規制が厳しい海域では生物殺滅成分の使用制限に直面する可能性があります。
海洋生物付着防止システム（MGPS）： 海水取り入れ口およびボックスクーラーへの適用。MGPSシステムは、海水取り入れ口および配管に最適です。MGPSは、海水取り入れ口／MGPS内の電解アノードを通じて、制御された量の銅イオンおよびアルミニウムイオンを放出し、幼生の付着を効果的に抑制するとともに、配管および船体内でのバイオフィルムの形成を防止します。塗装からのイオン溶出とは異なり、MGPSシステムが作動して初めてイオンが放出されるため、より精密な制御が可能です。SME社製システムは、世界中の数百隻の船舶に納入され、信頼性の高い防污保護を提供しています。
定期点検および清掃： 通常の水中清掃（遠隔操作型無人機または潜水士による）により、初期段階のバイオフィルムを除去し、大型汚損生物の付着を予防します。清掃時にはコーティングが損傷しないよう十分な注意が必要です。また、環境に配慮した港湾では、バイオフィルムや剥離したコーティング粒子が環境中に流出することを防ぐため、捕集装置を用いた水中清掃がますます求められるようになっています。
運用上の対策： 長期間の停泊により、付着汚損が悪化します。航路計画を最適化することで、船体表面へのせん断力を高める高速航行や機械式掃除などにより、付着汚損の進行を遅らせることができます。長期にわたって静止した状態で設置される設備では、定期的な干潟出しが有効です。
生物付着防止における中小企業の強み
SMEでは、バイオフーリングをシステム全体の課題として捉え、エンジニアリングの専門知識、高品質な部品、迅速なサービスで対応しています。当社は南通市の5,000平方メートル規模の工場を拠点に、電気・機械・サポート分野のエンジニアからなる100チーム以上をグローバルに展開し、お客様の資産に対して防付着技術を提供します。そのほか、MGPS（海水電解防付着装置）の供給、船底検査、既設海水吸入口への防付着対策 retrofit、冷却水システムの保守など、さまざまな製品・サービスをご提供しています。お客様のプロジェクトは12か月間の保証期間でカバーされており、ISO 9001／14001／45001に基づく品質・環境・安全マネジメントシステムのもとで運用されています。当社の目標は、年間500件以上のプロジェクトに対して製品の直接サポートを行い、世界中の船舶向けに1,000点以上のスペアパーツをSPマネジメントコントラクターの海外オフショアパートナーおよび中国のドックヤードへ供給することです。ぜひお気軽にお問い合わせください。バイオフーリングによる不安を一掃し、清潔で経済的な運用を実現するために、私たちが全力でお手伝いいたします。