De Verborgen Nadelen van Antifoulingverf

De wereldwijde scheepvaart is de levensader van de internationale handel, met duizenden commerciële schepen die dagelijks goederen over de oceanen vervoeren. Deze schepen, met een levensduur van 20 tot 25 jaar, brengen een aanzienlijke hoeveelheid tijd door in het water, waarbij ze tienduizenden nautische mijlen afleggen en talloze mariene ecosystemen doorkruisen. Hoewel ze essentieel zijn voor onze economie, brengen ze ook uitdagingen met zich mee, met name op het gebied van biofouling en de oplossingen die daarvoor worden gebruikt.

Zonder speciale coatings kunnen kleine mariene organismen zich ophopen op de romp van een schip. Dit fenomeen, bekend als biofouling, verhoogt de weerstand van het vaartuig in het water aanzienlijk. Het directe gevolg hiervan is een hoger brandstofverbruik, wat leidt tot meer luchtvervuiling en een toename van onderwatergeluid. Bovendien worden de ondergedompelde delen van schepen een onbedoeld transportmiddel voor de verspreiding van invasieve aquatische soorten, zoals zebramosselen, zeepokken en zakpijpen, die de inheemse ecosystemen kunnen verstoren.

Wat is Biofouling en Waarom is het een Probleem?

Heeft u ooit de ophoping van algen of weekdieren op de ondergedompelde delen van waterconstructies, zoals de pijlers van een pier, opgemerkt? Zo ja, dan heeft u biofouling waargenomen. Via dit proces, ook wel mariene aangroei genoemd, vestigen en accumuleren mariene organismen en soorten zich op de vele oppervlakken, hoekjes en gaatjes van onderwaterconstructies. Wanneer biofouling optreedt op de rompen, propellers, inlaten en andere delen van schepen die in contact komen met water, kunnen mariene soorten 'meeliften' van hun thuiseigen ecosysteem naar een nieuw ecosysteem. Ze worden dan beschouwd als invasieve soorten omdat ze het evenwicht van het nieuwe ecosysteem verstoren, wat het voortbestaan van inheemse soorten in het gebied kan bedreigen.

Maar de verspreiding van invasieve soorten is niet het enige nadelige effect van biofouling. De ophoping van mariene organismen op scheepsrompen en ondergedompelde oppervlakken heeft een aanzienlijke impact op de algehele prestaties en daardoor de ecologische voetafdruk van vrachtschepen. Waarom? Omdat net zoals de schone aerodynamische lijnen van een auto de snelheid en prestaties op de weg optimaliseren, een gestroomlijnde romp ervoor zorgt dat schepen moeiteloos en efficiënt door het water kunnen bewegen.

Wanneer mariene soorten zich aan schepen hechten, maken ze de rompen ruwer, wat wrijving en weerstand in het water creëert. Deze weerstand zorgt ervoor dat schepen meer brandstof verbruiken en meer luchtverontreinigende stoffen en broeikasgassen uitstoten tijdens hun reizen. Er wordt geschat dat biofouling – met name de ophoping van schaaldieren zoals zeepokken – de weerstand van een schip in water met 20% tot 60% kan verhogen, waardoor het vertraagt en leidt tot een toename van 40% in brandstofverbruik. Een hoger brandstofverbruik is niet alleen slecht voor het milieu, het verhoogt ook de operationele kosten voor scheepsexploitanten en, uiteindelijk, voor consumenten wereldwijd die afhankelijk zijn van zeescheepvaart voor toegang tot goederen en grondstoffen. De wrijving in het water, veroorzaakt door rompen en propellers die vervuild zijn met mariene organismen, kan ook de niveaus van onderwatergeluid beïnvloeden die schepen in het mariene milieu uitstoten, wat kan interfereren met de frequenties die mariene zoogdieren zoals walvissen gebruiken om te communiceren, te eten, zich voort te planten en gevaar te vermijden, en daarom hun voortbestaan bedreigt.

Kan biofouling worden voorkomen door simpelweg mariene soorten van het oppervlak van de schepen te schrapen en de rompen schoon te maken? Hoewel het reinigen van de romp deel uitmaakt van de oplossing, is het een duur en tijdrovend proces dat herhaaldelijk moet worden uitgevoerd. Bovendien kan het, indien onjuist uitgevoerd, de overdracht van invasieve soorten versnellen. Wat te denken van een duurzame oplossing die de romp gestroomlijnd houdt en mariene aangroei in de eerste plaats voorkomt? Dat is waar antifoulingverven in beeld komen.

Wat zijn Antifoulingverven en Hoe Werken Ze?

Een van de belangrijkste en meest efficiënte oplossingen om de ecologische en economische effecten van biofouling in schepen te voorkomen, te beheren en tegen te gaan, is het gebruik van antifoulingcoatings. Antifoulingcoatings zijn een type verf dat op de romp van een schip wordt aangebracht om te voorkomen dat mariene soorten en organismen – zeepokken, zebramosselen, algen en meer – zich hechten aan de oppervlakken van vaartuigen die in contact komen met water. Door dit te doen, spelen antifoulingverven een belangrijke rol bij het voorkomen van de overdracht en verspreiding van invasieve soorten door schepen en zorgen ze ervoor dat commerciële vaartuigen zonder onnodige weerstand kunnen navigeren, waardoor hun stroom in het water en de algehele prestaties en duurzaamheid van hun reizen worden verbeterd.

De Keerzijde: Zijn Antifoulingverven Schadelijk voor het Mariene Milieu?

Rompcotings zijn niet nieuw. Eeuwenlang hebben zeelieden geprobeerd aquatisch leven te voorkomen dat op schepen groeit door middel van rompbescherming, met name dunne koperplaten die op de rompen werden genageld. Vanwege de toxiciteit voor mariene organismen was koper de voorkeursoplossing tegen biofouling sinds de vroege dagen van maritiem transport. Maar omdat het corrosie versnelt, was koper geen levensvatbare oplossing meer toen ijzer hout verving als het dominante materiaal dat voor de scheepsbouw werd gebruikt. Dat is het moment waarop verven (rompcotings) naar voren kwamen als de antifoulingoplossing bij uitstek.

Hoewel ze effectief zijn in het voorkomen van bioaccumulatie, bladeren of lekken deze verven – gemaakt van verbindingen zoals koper, arseen en andere biociden – uiteindelijk in het water, waardoor schadelijke chemicaliën in het mariene milieu terechtkomen. Die giftige verbindingen worden ingenomen door mariene organismen, waardoor de voedselketen wordt besmet en de groei van het mariene leven wordt verstoord. Hoewel het gebruik van schadelijke biociden zoals tributyltin (TBT) in antifoulingverven sinds 2008 verboden is, worden kopergebaseerde coatings, die de rompen transformeren in vijandige omgevingen voor marien leven om zich te vestigen en te groeien, tot op de dag van vandaag nog steeds gebruikt. TBT, een chemische stof die de integriteit van sommige weekdiersoorten bleek te verstoren door misvormingen en geslachtsveranderingen te veroorzaken, is een van de verbindingen die verboden zijn onder het Verdrag inzake de controle van schadelijke antifoulingsystemen op schepen. TBT werd veelvuldig gebruikt in antifoulingverven die in de jaren 60 werden ontwikkeld.

Alternatieven zijn antifoulingverven met lage wrijving die het voor marien leven moeilijker maken om zich te hechten – in plaats van het te doden. Teflon-gebaseerde antifoulingverf is er een van. Net als in de keuken voorkomt Teflon dat er iets aan de onderkant van het schip 'blijft plakken' en van het ene deel van de wereld naar het andere wordt overgebracht. Maar net als andere rompcotings bladeren Teflon-gebaseerde verven uiteindelijk af en leiden ze tot een directe weg voor microplastics naar de oceaan. Deze kleine plastic deeltjes kunnen net als de biociden in de voedselketen terechtkomen en langdurige schade aanrichten aan het mariene ecosysteem.

Hoewel antifoulingtechnologieën de afgelopen decennia zijn geëvolueerd en verbeterd, is er nog steeds ruimte voor perfectionering tot een punt waarop de toxiciteit en plasticvervuiling die kunnen voortvloeien uit afbladderende coatings kunnen worden geëlimineerd. Canadese innovators denken dat er een weg vooruit is.

Vergelijking van Antifouling Technologieën en hun Impact

Om de nadelen beter te begrijpen, kunnen we een vergelijking maken tussen verschillende typen antifoulingverven:

Innovatieve Antifouling Technologieën in Ontwikkeling

Drie Canadese bedrijven werken aan antifoulingtechnologieën die zowel veilig zijn voor het mariene milieu als de efficiëntie van scheepsreizen verbeteren:

• A2O Advanced Materials Inc.
  Om vervuiling van antifoulingverven in het mariene milieu te voorkomen, heeft het in Vancouver gevestigde A2O Advanced Materials Inc. een nieuwe onderwaterlijm ontwikkeld die corrosie kan voorkomen en een duurzame hechting van wrijvingsarme foul-release coatings mogelijk maakt. Met behulp van gepatenteerde zelfherstellende technologie kan hun niet-toxische coating de levensduur van maritieme activa verlengen en tegelijkertijd de efficiëntie van het vaartuig verbeteren door verminderde weerstand. Deze technologie komt voort uit de afdeling Chemie en Chemische en Biologische Technologie aan de Universiteit van British Columbia. A2O valideert de technologie momenteel via pilotdemonstraties op kleine watervoertuigen en vaste maritieme activa, zoals onderwaterinfrastructuren.
• Graphite Innovation & Technologies (GIT)
  Deze in Halifax gevestigde organisatie heeft een andere weg ingeslagen door een duurzame wrijvingsarme coating te ontwikkelen die is geïmpregneerd met microscopische grafeendeeltjes die het extreem glad en duurzaam maken. Naast het bemoeilijken van de hechting van mariene organismen aan het gladde oppervlak, bevat deze coating geen biociden die kunnen uitlekken, noch microplastics die kunnen afbladderen. Het heeft ook verrassende geluidsdempende eigenschappen. Vroege resultaten van grootschalige proeven op vissersboten in Halifax hebben aangetoond dat een vaartuig dat is gereinigd en vers geverfd met de GIT-coating efficiënter door het water glijdt dan voordat het werd gereinigd. Het bedrijf beweert dat de coating nog gladder is dan conventionele verf, maar heeft nog geen gegevens van de proeven vrijgegeven. Meer tests zijn gaande om te bewijzen hoeveel de GIT-coating het bioaccumulatieproces vertraagt.
• Mirapakon
  Het in Quebec gevestigde bedrijf Mirapakon werkt aan het op de markt brengen van een siliciumgebaseerde coating – die vrij is van giftige verbindingen – ontwikkeld door de Amerikaanse marine, met als hoofddoel het verbeteren van de efficiëntie van maritieme activiteiten zoals scheepvaart. Dit omvat brandstofbesparing die wordt geboden door rompen die vrij zijn van organismen die weerstand in het water kunnen creëren. Als onderdeel van recente proeven werd de technologie getest in zoet en oceaanwater, waaronder in de Saint Lawrence River.

Regelgeving en de Toekomst van Antifouling

Internationaal erkent de Internationale Maritieme Organisatie (IMO) – het agentschap dat verantwoordelijk is voor de veiligheid en beveiliging van de internationale scheepvaart en de preventie van scheepsgerelateerde vervuiling – dat zowel biofouling als behandelingen om het fenomeen te voorkomen het mariene milieu kunnen schaden. De IMO heeft daarom een antifoulingverdrag opgesteld en richtlijnen voor de controle van biofouling, terwijl ze zich blijft inzetten voor verder onderzoek naar deze onderwerpen. In 2001 werd het Internationaal Verdrag inzake de controle van schadelijke antifoulingsystemen op schepen opgericht, dat het gebruik van schadelijke stoffen (metaalverbindingen, tributyltin en andere) in antifoulingverven verbiedt. In 2021 werd het Verdrag gewijzigd om het gebruik van antifoulingverven die cybutryne bevatten, een andere schadelijke chemische stof voor het mariene leven, te beperken.

In 2011 publiceerde de IMO richtlijnen voor de controle en het beheer van biofouling van schepen om de overdracht van invasieve aquatische soorten te minimaliseren, waarbij reders en exploitanten aanbevelingen krijgen om bioaccumulatie te voorkomen en de bijbehorende risico's te verminderen, waaronder:

• Het aanbrengen van antifoulingverven op de romp en andere ondergedompelde delen van het schip;
• Inspectie en reiniging van de romp en onderwaterhoekjes en -gaatjes;
• Het ontwikkelen van een beheersplan en het vastleggen van de genomen acties om biofouling te voorkomen (bijv. type gebruikte antifoulingverf, datum van aanbrengen, enz.); en
• Rekening houden met het type, het ontwerp en de snelheid van het schip bij de keuze van het te gebruiken antifoulingsysteem.

In 2019 werd microplasticvervuiling door rompcotings beoordeeld door de IMO. Verder onderzoek is vereist om de bijdragen van microplastics door het reinigen en onderhouden van coatings te begrijpen.

Regelgeving in Canada

In Canada vereisen de Vessel Pollution and Dangerous Chemical Regulations dat alle schepen van 400 brutoton of meer in Canadese wateren, evenals alle Canadese schepen van dit brutoton waar dan ook, een Internationaal Antifouling Systeem-certificaat of een conformiteitscertificaat aan boord hebben, dat bevestigt dat ze voldoen aan de eisen van het Antifouling Systems Convention. Schepen met een lengte van ten minste 24 meter, maar minder dan 400 brutoton, die binnenlandse en internationale reizen maken, moeten een verklaring bij zich hebben die bevestigt dat de antifoulingverven of -behandelingen die zij gebruiken ook voldoen aan de eisen die zijn uiteengezet in het Verdrag. Concreet betekent het voldoen aan die eisen dat schepen ofwel antifoulingverven gebruiken die geen verboden verbindingen zoals tributyltin bevatten, of, als ze dat wel doen, dat deze schadelijke chemicaliën zijn ingekapseld om te voorkomen dat ze in het water terechtkomen. Canada blijft onderzoek doen en de waarschijnlijkheid van de introductie van invasieve soorten door scheepsbiofouling opnieuw beoordelen om Canadees biofoulingbeheerbeleid te informeren.

Veelgestelde Vragen over Antifoulingverf en haar Nadelen

De complexiteit van antifoulingverven roept vaak vragen op bij reders, milieuactivisten en het algemene publiek. Hier beantwoorden we enkele veelgestelde vragen:

Is alle antifoulingverf schadelijk voor het milieu?

Niet alle antifoulingverven zijn even schadelijk. Historisch gezien werden zeer giftige verbindingen zoals TBT gebruikt, die inmiddels verboden zijn. Moderne kopergebaseerde verven zijn minder toxisch dan TBT, maar kunnen nog steeds een negatieve impact hebben op het mariene leven en de sedimenten. De nieuwste generatie foul-release coatings en biocide-vrije systemen zijn ontworpen om de toxiciteit te minimaliseren, hoewel sommige, zoals Teflon-gebaseerde verven, bijdragen aan microplasticvervuiling bij het afbladderen. Het is een spectrum van impact.

Wat zijn de belangrijkste milieuproblemen die antifoulingverf veroorzaakt?

De primaire milieuproblemen zijn toxiciteit voor mariene organismen (door biociden zoals koper), verstoring van de voedselketen door bioaccumulatie van deze chemicaliën, en microplasticvervuiling door het afbladderen van coatings. Deze problemen kunnen leiden tot afname van soortenpopulaties, genetische veranderingen en verstoring van ecosystemen.

Zijn er volledig milieuvriendelijke alternatieven voor antifoulingverf?

Volledig 'milieuvriendelijke' alternatieven die even effectief zijn als traditionele antifoulingverven, zijn nog in ontwikkeling. Foul-release coatings (bijv. siliconen) en de opkomende biocide-vrije technologieën (zoals die met grafeen of zelfherstellende eigenschappen) komen dichtbij. Ze verminderen de noodzaak van giftige chemicaliën, maar kunnen nog steeds uitdagingen met zich meebrengen op het gebied van kosten, duurzaamheid en effectiviteit onder alle omstandigheden. Het is een voortdurende zoektocht naar een perfecte balans.

Hoe kan de milieu-impact van antifoulingverf worden geminimaliseerd?

De impact kan worden geminimaliseerd door:

• Het kiezen van de minst schadelijke, maar effectieve, antifouling systemen die beschikbaar zijn.
• Regelmatig en correct onderhoud en reiniging van de scheepsromp, bij voorkeur in gecontroleerde omgevingen om verspreiding van chemicaliën en microplastics te voorkomen.
• Het implementeren van strikte biofoulingbeheerplannen, zoals aanbevolen door de IMO, inclusief gedetailleerde logboeken van gebruikte coatings en onderhoudsactiviteiten.
• Investeren in en ondersteunen van onderzoek en ontwikkeling van nieuwe, duurzamere antifoulingtechnologieën.

Wat is het verschil tussen biocide-gebaseerde en foul-release antifouling?

Biocide-gebaseerde antifoulingverven werken door giftige chemicaliën langzaam in het water af te geven om organismen te doden of af te schrikken. Foul-release coatings daarentegen creëren een glad, niet-klevend oppervlak waar organismen zich moeilijk aan kunnen hechten en gemakkelijk vanaf vallen door de beweging van het schip of een lichte reiniging. Foul-release coatings zijn over het algemeen minder schadelijk voor het milieu omdat ze geen giftige stoffen afgeven, maar kunnen problemen veroorzaken met microplastics als ze afbladderen.

De Weg Vooruit: Een Balans vinden

Antifoulingcoatings lijken een win-winsituatie te zijn door de verspreiding van invasieve soorten te voorkomen en de luchtvervuiling van schepen te verminderen. Maar in veel gevallen gaan acties en oplossingen die bedoeld zijn om een specifiek probleem op te lossen vaak gepaard met onbedoelde gevolgen en milieutechnische compromissen. En rompcotingtechnologieën zijn niet anders. Hun milieueffecten moeten worden meegewogen en volledig worden aangepakt om ervoor te zorgen dat oplossingen met een netto-nulimpact kunnen worden ontwikkeld, en dat we echt een efficiëntere en duurzamere toekomst kunnen opbouwen. Het is een delicate balans tussen de noodzaak om biofouling te bestrijden voor economische en ecologische efficiëntie, en de dringende behoefte om de impact van de gebruikte oplossingen op onze kostbare mariene ecosystemen te minimaliseren. De innovaties die nu in ontwikkeling zijn, bieden hoop voor een toekomst waarin schepen zowel efficiënt als milieuvriendelijk de wereldzeeën kunnen bevaren, zonder de verborgen nadelen van het verleden.

Als je andere artikelen wilt lezen die lijken op De Verborgen Nadelen van Antifoulingverf, kun je de categorie Verf bezoeken.