Slemforskning kan minska sjöfartens kostnader

Forskare vid Kungliga tekniska högskolan KTH har utvecklat en modell för att uppskatta hastigheten och omfattningen av biofilmstillväxt som skulle kunna göra det möjligt för fartygsoperatörer att schemalägga skrovrengöring med optimala intervall för att spara på bränsleförbrukningen.

Enligt Cornelius Wittig, doktorand i vätskemekanik vid KTH, förklarar studien hur skjuvspänning interagerar med biofilmer över tid för att främja nedsmutsning på ytor som ett fartygs skrov.

Biofilm skapar friktion

Beväxning börjar när mikrokolonier av bakterier fäster på en yta. Bakterierna bildar basstrukturer från vilka strängformade så kallade ”streamers” börjar växa, och det skapas friktion mellan skrovet och vattnet. Hastigheten för tillväxten av biofilm beror enligt forskarna på nivån av stress som induceras av vätskeflödet mot ytan.

Slemnedsmutsning bidrar avsevärt till vätskefriktionen till sjöss. Enligt Cornelius Wittig kan det kräva en ökning av ett fartygs axeleffekt med så mycket som 18 procent, och ett fartyg täckt med en tunn biofilm kan uppleva en ökad bränsleförbrukning på upp till 80 procent.

Kan planera rengöringen

– I många fall blir ett fartyg inte schemalagt för rengöring förrän operatören ser en topp i bränsleförbrukningen. Då är det för sent och mycket bränsle har gått till spillo, säger Cornelius Wittig i ett pressmeddelande.

För att skörda fördelarna med att sanera ett fartyg är tajmingen avgörande, betonar han.

– De potentiella bränslebesparingarna som uppnås genom rengöring måste vara tillräckligt stora för att kompensera kostnaderna för torrdockan och rengöringsprocedurerna. Exakta förutsägelser skulle möjliggöra effektiv schemaläggning av rengöring för fartygsoperatörer.

Mer forskning behövs

Enligt Cornelius Wittig behövs det mer forskning under mer realistiska förhållanden innan modellen kan användas inom sjöfarten. Bevisen visar att skjuvspänning kan uppskattas grovt bara genom att känna till ett fartygs hastighet.

– Från en fartygsoperatörs perspektiv är det intressant att veta om fartyget ska städas nästa månad eller nästa år, så en uppskattning är tillräcklig för att öka noggrannheten i deras beslutsfattande, säger han.

Forskningen sägs kunna tillämpas även på andra områden där biofilm är ett problem, till exempel inom tandvård och medicin, där tillväxt inuti rör kan göra att rören sätter igen.