İsveç KTH Kraliyet Teknoloji Enstitüsü (KTH)’nden araştırmacılar, gemi operatörlerinin gövde temizliğini ‘optimal’ zamanlarda planlamalarını ve yakıt tüketim maliyetlerini azaltmalarını kolaylaştıracak bir model geliştirdi. Model, slime (bakteriyel biyofilm) birikiminin hızını ve kapsamını tahmin etmeye odaklanıyor.
Biyofilm ve yakıt verimliliği üzerindeki etkisi
KTH’de akışkan mekaniği alanında doktora yapan Cornelius Wittig, çalışmanın, suyun bir yüzey üzerinde akışından kaynaklanan sürtünme kuvvetinin (kayma gerilimi) zaman içinde biyofilmlerle nasıl etkileşim kurarak slime kirlenmesine yol açtığını incelediğini belirtti.
Biyofilm, yük gemilerinin yakıt verimliliği üzerinde maliyetli bir sürtünme yaratıyor. Bu durum, artan emisyonlara ve nihayetinde daha yüksek tüketici fiyatlarına neden oluyor.
2021 yılında Deniz Biyogüvenliği Küresel Sanayi İttifakı (GIA)’nın yayımladığı bir ön çalışmaya göre, gemi gövdelerindeki slime temizliğinin sera gazı (GHG) emisyonlarını yüzde 25’e kadar azaltabileceği öne sürülmüştü.
Uluslararası Denizcilik Örgütü (IMO), gemi verimliliğini etkileyen en büyük faktörlerden birinin su altı alanlarının oluşturduğu direnç olduğunu vurguladı.
Biyokirlenme süreci nasıl işliyor?
Biyokirlenme, bakterilerin bir yüzeye tutunmasıyla başlıyor ve zamanla iplik şeklinde streamer adı verilen yapılar oluşturarak yüzeyde sürtünme yaratan kusurlar meydana getiriyor. Bu kusurlar büyüdükçe sürtünme artıyor ve kirlenme oranı, yüzeye uygulanan akışkan akışının oluşturduğu stres seviyesine bağlı olarak değişiklik gösteriyor.
Wittig, slime kirlenmesinin geminin şaft gücü ihtiyacını yüzde 18’e kadar artırabileceğini söyledi:
“İnce bir biyofilmle kaplı bir gemi, yakıt tüketiminde yüzde 80’e kadar artış yaşayabilir. Çoğu durumda operatörler, yakıt tüketimindeki artışı fark edene kadar temizlik programı yapmıyor. Ancak o noktada, çoktan büyük miktarda yakıt israf edilmiş oluyor.”
Zamanlama kritik rol oynuyor
Wittig, slime temizliğinin avantajlarından yararlanmak için zamanlamanın hayati öneme sahip olduğunu belirtti:
“Temizlikten elde edilecek yakıt tasarrufları, kuru havuz ve temizlik prosedürlerinin maliyetlerini karşılayacak kadar büyük olmalıdır. Doğru tahminler, gemi operatörlerinin temizlik için verimli planlama yapmasını sağlar.”
Wittig, kayma geriliminin bir geminin hızını bilerek yaklaşık olarak tahmin edilebileceğini, ancak geliştirilen modelin daha ‘gerçekçi’ koşullarda test edilmesi gerektiğini vurguladı:
“Gemi operatörleri açısından, geminin gelecek ay mı yoksa gelecek yıl mı temizlenmesi gerektiğini bilmek önemlidir. Bir tahmin bile karar süreçlerini daha doğru hale getirebilir.”
Biyokirlenme yönetiminin çevresel ve ekonomik faydaları
2023 yılında Norveç merkezli deniz kaplama üreticisi Jotun, denizcilik sektörünün yüzde 59’unun biyokirlenmenin çevresel etkilerini küçümsediğini ortaya koymuştu. Çalışmaya göre, temiz bir gövdeyle faaliyet gösteren gemiler, karbon dioksit (CO2) emisyonlarını yüzde 20 oranında azaltabilir ve yakıt harcamalarını yüzde 19 düşürebilir.
Son dönemde denizcilik sektörü, biyokirlenme sorununu çözmek için yeni çözümler geliştirmeye odaklandı. Örnekler arasında:
- Lloyd’s Register, Ekim 2024’te Kanada merkezli kaplama şirketi Graphite Innovation & Technologies’e (GIT Coatings) “gelişmiş antifouling tip onayı” verdi.
- Hapag-Lloyd, Shipshave’in gemi gövdelerini seyrederken temizleyen In Transit Cleaning of Hull (ITCH) çözümünü uygulayarak zararlı emisyonları azalttığını açıkladı.
- DNV tarafından doğrulanan değerlendirmeler, 8,749 TEU ve 18,800 TEU kapasiteli iki geminin enerji verimliliği iyileştirmeleri sayesinde yakıt tasarrufu ve emisyon azaltımında önemli ilerlemeler kaydettiğini gösterdi.
Biyokirlenme yönetimine yönelik bu gelişmeler, çevresel duyarlılığı artırırken denizcilik sektörünün maliyetlerini azaltmaya katkı sağlıyor.