BIOFOULING

Il biofouling o fouling biologico è l’accumulo di microrganismi, piante, alghe o animali su superfici bagnate, dispositivi come prese d’acqua, tubature, griglie, vasche e naturalmente sugli strumenti di misura, causando la degradazione dello scopo primario di questi elementi.

ANTIFOULING

L’antivegetativa è il processo di rimozione o prevenzione di questi accumuli. Esistono diverse soluzioni per ridurre/prevenire i processi di fouling sugli scafi delle navi e nei serbatoi di acqua marina o salmastra.

Rivestimenti tossici speciali che uccidono gli organismi biofouling; con la nuova direttiva UE sui biocidi molti rivestimenti sono stati vietati per motivi di sicurezza ambientale.

• Rivestimenti antiaderenti non tossici che impediscono l’attaccamento dei microrganismi sulle superfici. Questi rivestimenti sono di solito basati su polimeri organici. Si basano su un basso attrito e su basse energie di superficie.
• Antivegetativa a ultrasuoni. I trasduttori a ultrasuoni possono essere montati all’interno o intorno allo scafo su barche di piccole e medie dimensioni. I sistemi sono basati su una tecnologia collaudata per controllare le fioriture di alghe.
• Irradiazione laser pulsata. La tecnologia degli impulsi al plasma è efficace contro le cozze zebrate e funziona stordendo o uccidendo gli organismi con una durata di microsecondi, energizzando l’acqua con impulsi ad alta tensione.
• Antifouling tramite elettrolisi
• Gli organismi non possono sopravvivere in un ambiente con ioni di rame.
• Gli ioni di rame si formano per elettrolisi con un anodo di rame.
• Nella maggior parte dei casi, l’alloggiamento del serbatoio o lo scafo della nave serve da catodo.
• Un anodo di rame installato nella configurazione genera un’elettrolisi tra l’anodo e il catodo.

L’elettrolisi può apparire a causa di sistemi di trattamento dell’acqua di zavorra (elettrolisi e sistemi UV), processi di corrosione o differenze di potenziale elettrico tra diversi materiali.

EFFETTO DELL’ELETTROLISI SUL TRASDUTTORE PIEZORESISTIVO

• Un risultato dell’elettrolisi sono ioni idrogeno positivi
• A causa della loro polarizzazione, gli ioni di idrogeno si muovono verso il catodo (alloggiamento del serbatoio o scafo della nave) dove è installato il trasduttore.
• In caso di contatto diretto tra serbatoio e trasduttore, gli ioni di idrogeno permeano attraverso la componente più sottile dell’anodo, che è il diaframma del trasduttore.
• Dopo la permeazione degli ioni di idrogeno attraverso il diaframma, gli ioni di idrogeno afferrano un elettrone e si trasformano in idrogeno molecolare (H2). L’idrogeno si accumula nel fluido di riempimento del trasduttore.
• Se questo effetto dura per un periodo più lungo, la concentrazione di idrogeno nel fluido di riempimento aumenterà e il diaframma si gonfierà. di conseguenza, il sensore va alla deriva ed emette un valore errato.

RISULTATI

I trasduttori di pressione in acciaio inossidabile in servizio per 2-3 anni nelle cisterne di zavorra delle navi sono stati analizzati e la ricerca ha dato i seguenti risultati:

La formazione di depositi sulle membrane di acciaio inossidabile non può essere impedita nella pratica. Finché i processi di corrosione possono avere luogo sulla membrana in condizioni anaerobiche, la formazione di idrogeno e la sua penetrazione nel sensore devono sempre essere previste.

Per questo motivo, in tali condizioni, la membrana dovrebbe essere fatta di un materiale più resistente alla corrosione come il titanio.

La corrosione delle fessure si verifica su parti metalliche in presenza di un mezzo corrosivo in fessure strette e non sigillate come le sovrapposizioni e nelle saldature non passanti. La forza motrice è la differenza di concentrazione tra il mezzo nella lacuna e l’area esterna alla lacuna, che è causata dalla diffusione inibita dei reagenti nella lacuna. La differenza di potenziale associata alla differenza di concentrazione porta alla corrosione elettrochimica nella lacuna (tipo idrogeno) o nelle sue immediate vicinanze (tipo ossigeno).

Per questo motivo, la membrana deve essere saldata all’alloggiamento.

RACCOMANDAZIONE

In base a questi risultati, la STS Sensor Technik Sirnach AG utilizza con successo da oltre 10 anni sensori piezoresistivi senza elastomeri con custodia e membrana in titanio per applicazioni in acque marine, salmastre e di mare.

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