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El futuro del control de la bioincrustación: sistemas antiincrustantes ultrasónicos
Para la industria marítima, uno de los principales desafíos al abordar la bioincrustación es garantizar la sostenibilidad. Es difícil eliminar la acumulación de microorganismos en la superficie de un buque sin usar un biocida. Si bien son eficaces contra la bioincrustación, las soluciones biocidas tradicionales consisten en sustancias químicas tóxicas que dañan la vida acuática.
De hecho, la Organización Marítima Internacional (OMI) también prohíbe a los armadores el uso de soluciones antiincrustantes dañinas. Es entonces cuando las soluciones modernas, como los sistemas antiincrustantes ultrasónicos, emergen como las mejores alternativas.
Este enfoque ecológico utiliza ondas ultrasónicas para prevenir y eliminar la bioincrustación de las zonas sumergidas del buque. No es tóxico, lo que permite a los propietarios de embarcaciones optimizar el consumo de combustible y el rendimiento sin comprometer el medio ambiente. Además, un consumo óptimo de combustible se traduce directamente en menores emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) y CO₂ .
¿Qué es el antiincrustante ultrasónico?
El antiincrustante ultrasónico es un método ecológico y no biocida para prevenir y gestionar el crecimiento marino (o bioincrustación) en los cascos de un barco.
Funciona mediante cavitación acústica, en la que ondas sonoras de alta frecuencia producen burbujas microscópicas en el agua. Al estallar, estas burbujas rompen las células de los organismos bioincrustantes mediante cambios de presión localizados. Esto impide que se adhieran a los cascos de los buques en una etapa temprana.
A diferencia de los métodos tradicionales, el antiincrustante ultrasónico funciona como un enfoque proactivo en lugar de reactivo. Además, no es tóxico, lo que permite a los armadores proteger sus embarcaciones y reducir su impacto ambiental.
Comprender la bioincrustación marina y su impacto en el rendimiento de los buques
La bioincrustación marina es la acumulación natural de microorganismos acuáticos en zonas sumergidas específicas de las embarcaciones. Zonas como los cascos, las hélices, los tanques de mar e incluso los sistemas de refrigeración facilitan la entrada y el crecimiento de percebes, algas y mejillones. Esta acumulación indeseable conlleva importantes consecuencias económicas y ambientales.
En primer lugar, la bioincrustación aumenta la resistencia al avance del casco, lo que dificulta la propulsión de la embarcación en el agua. Como resultado, consume más combustible y produce gases de efecto invernadero (GEI), un importante tóxico ambiental.
Se estima que la bioincrustación puede reducir la velocidad de una embarcación hasta en un 10 % y el consumo de combustible en un 40 %. Un estudio de la OMI también descubrió que la bioincrustación causa entre un 20 % y un 25 % más de emisiones de GEI , lo cual se debió solo a una capa de 0,5 mm de lodo que cubría solo la mitad del casco. ¡Imagínese si esta acumulación se extendiera por todo el casco!
En segundo lugar, la bioincrustación incrementa significativamente los costos operativos para los armadores. Un informe de la revista Science reveló que la industria naviera estadounidense gasta más de 36 000 millones de dólares anuales en combustible adicional debido a la bioincrustación.
En tercer lugar, los cascos afectados por bioincrustaciones pueden contribuir a la propagación de especies invasoras en los ecosistemas marinos.
La implementación de métodos antiincrustantes es una solución viable para abordar todos estos desafíos.
Desarrollo de tecnología antiincrustante ultrasónica
El antiincrustante ultrasónico no es un concepto novedoso. Esta tecnología se utilizó por primera vez en dispositivos militares a principios del siglo XX. En la década de 1950, la Armada estadounidense realizó algunas pruebas submarinas y comprobó la eficacia de la tecnología ultrasónica para reducir la incrustación alrededor de los transductores de sonar. Este fue solo el comienzo de las aplicaciones ultrasónicas en entornos marinos.
En la década de 1980, MESSrl comenzó a investigar y desarrollar los primeros sistemas ultrasónicos de control de incrustaciones para uso naval. A finales de la década de 1990, comenzaron las pruebas con sistemas comerciales en la industria de cruceros, lo que sentó las bases para los sistemas ultrasónicos en la década de 2000.
Hoy en día, contamos con sistemas antiincrustantes ultrasónicos totalmente digitales con funciones eficientes de control y diagnóstico. Estos utilizan transductores avanzados que producen ondas ultrasónicas a frecuencias variables.
Los paneles de control de los sistemas antiincrustantes ultrasónicos también han evolucionado. Permiten un ajuste preciso de frecuencia y potencia sin afectar la vida marina. Estas innovaciones han convertido a esta tecnología en la opción preferida de los armadores que creen en la preservación de la salud marina.
Eficacia del antiincrustante ultrasónico
A lo largo de los años, varios estudios han demostrado la eficacia de la tecnología antiincrustante ultrasónica para reducir el crecimiento marino y mejorar la eficiencia de los barcos.
Por ejemplo, un estudio de la Universidad Brunel experimentó con una placa de dos metros cuadrados equipada con transductores ultrasónicos. Los investigadores la sumergieron en agua de mar durante 35 días para comprobar la eficacia de la tecnología. Para su sorpresa, las fotografías resultantes mostraron una notable reducción de la bioincrustación en las placas.
La tecnología ultrasónica es eficaz contra diferentes tipos de crecimiento marino. Esto incluye incluso las acumulaciones duras causadas por mejillones y percebes, y el lodo incrustante, compuesto por algas y microorganismos similares. También existen sistemas antiincrustantes ultrasónicos específicos para cada tipo de embarcación.
Instalación y mantenimiento de sistemas antiincrustantes ultrasónicos
Los sistemas antiincrustantes ultrasónicos son fáciles de instalar, pero es posible que necesite ayuda profesional para embarcaciones grandes. Así es como se instala el sistema antiincrustante ultrasónico USP DragGone™, recientemente anunciado por Cathelco:
- Evaluación y preparación del sitio . Primero, los profesionales evalúan el casco o cualquier otra superficie submarina y lo preparan completamente.
- Posicionamiento y montaje del transductor . A continuación, se mide el espesor del casco y se coloca el transductor sobre él. Se aplica epoxi al soporte del transductor y se fija una placa de montaje a la superficie preparada del casco.
- Instalación de la caja de conexiones y el panel de control . A continuación, los profesionales instalan la caja de conexiones y el panel de control, y conectan los cables del transductor a la caja de conexiones. A continuación, se aseguran las conexiones a tierra.
- Conexiones de cables . Finalmente, conectan el cableado desde la caja de conexiones al panel de control, y la fuente de alimentación al panel de control y a los transductores.
- Pruebas de frecuencia . Una vez que los expertos realizan pruebas de frecuencia para verificar el funcionamiento del sistema, la instalación queda completada.
En Cathelco, también capacitamos a la tripulación de la embarcación para operar, monitorear y mantener los sistemas antiincrustantes ultrasónicos. Estos sistemas requieren inspecciones periódicas para detectar signos de desgaste, residuos y crecimiento marino.
Antiincrustante ultrasónico vs. soluciones tradicionales
A continuación se muestra una comparación detallada entre las soluciones antiincrustantes ultrasónicas y las tradicionales:
A continuación se muestra una comparación detallada entre las soluciones antiincrustantes ultrasónicas y las tradicionales:
| Características | Tecnología antiincrustante ultrasónica | Soluciones tradicionales |
| Impacto ambiental | • no tóxicos; los sistemas de próxima generación no dañan la vida marina • reducen los riesgos de biorresiduos y microplásticos |
• liberan microplásticos y biocidas potenciales • generan biorresiduos que contribuyen a la contaminación • producen emisiones de compuestos orgánicos volátiles (COV) durante la aplicación que pueden dañar los ecosistemas acuáticos |
| Costo | • Reduce los costos a largo plazo ya que su protección 24/7 elimina la limpieza frecuente • Requiere un 60% menos de transductores |
• mayores costos continuos debido al mantenimiento regular, repintado y eliminación de materiales peligrosos |
| Eficiencia operativa | • reduce el consumo de combustible hasta en un 13% al mantener un casco limpio • mejora la velocidad y la maniobrabilidad |
• requieren reaplicaciones frecuentes que pueden no mantener los cascos limpios por un período más largo, lo que resulta en un mayor consumo de combustible y una menor eficiencia operativa. |
| Instalación | • Fácil instalación sin necesidad de dique seco • Se puede instalar en cualquier momento |
• a menudo requieren dique seco para su aplicación, lo que puede interrumpir las operaciones |
| Necesidades de mantenimiento | • requiere mínimo o ningún mantenimiento | • Se necesita mantenimiento frecuente para volver a aplicar revestimientos y limpiar los cascos. |
| Eficacia contra el crecimiento | • Actúa tanto sobre el crecimiento duro como sobre el limo incrustante mediante cavitación acústica. | • eficaz pero a menudo de alcance limitado |
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Riesgos y consideraciones
Los sistemas antiincrustantes ultrasónicos se han sometido a rigurosas evaluaciones para garantizar su seguridad para la vida marina. Un ejemplo de ello es el USP DragGone de Cathelco , cuyo impacto en diversos grupos de mamíferos marinos ha sido evaluado por el centro de evaluación de tecnología marítima de DHI, entre ellos:
- Cetáceos de baja frecuencia (por ejemplo, ballenas)
- Cetáceos de frecuencia media (por ejemplo, ciertos delfines y ballenas dentadas de tamaño pequeño a mediano)
- Cetáceos de alta frecuencia (por ejemplo, marsopas comunes)
La prueba utilizó modelos informáticos avanzados para analizar los posibles riesgos. Los resultados mostraron que las ondas ultrasónicas no interfieren con la navegación por sonar de ninguna de estas especies, lo que demuestra su enfoque ecológico hacia los ecosistemas marinos.
Si no logra los resultados de limpieza deseados con el antiincrustante ultrasónico, puede probarlo junto con otros métodos ecológicos. En Cathelco, ofrecemos protección catódica por corriente impresa (ICCP) y sistemas de prevención del crecimiento marino (MGPS) , ambos con resultados impresionantes contra la bioincrustación en el casco.
Avances recientes en tecnología
La tecnología antiincrustante ultrasónica ha avanzado mucho desde su creación. Algunos avances clave incluyen:
- Tecnología de onda guiada. Esta solución de última generación permite proteger el casco en 2000 m² frente a 50 m², con una eficacia aproximadamente 40 veces superior a la de los sistemas estándar. Además, reduce en un 60 % la necesidad de transductores durante la instalación.
- Tecnología de heterodino. Este principio permite que los sistemas ultrasónicos operen en un rango más amplio de frecuencias, tratando una mayor variedad de organismos bioincrustantes. Dado que los organismos incrustantes reaccionan a diferentes frecuencias, los sistemas que operan con frecuencias individuales solo tratan el subconjunto de organismos incrustantes sensibles al rango de frecuencia establecido. Con múltiples frecuencias, se trata una gama más amplia de organismos incrustantes, lo que garantiza una prevención más integral de la bioincrustación.
- Transductores de bajo consumo. Los sistemas ultrasónicos modernos utilizan transductores de bajo consumo que consumen tan solo 3,6 vatios por transductor. Esto no solo reduce los costos operativos, sino que también se alinea con sus objetivos de sostenibilidad.
Estos avances funcionan juntos para reducir significativamente los costos de mantenimiento, limpieza y gastos operativos generales.
Cumplimiento de las directrices de la OMI sobre bioincrustaciones
Las directrices de la OMI de 2023 buscan reducir la propagación de especies invasoras en el ecosistema marino. Además, condenan el uso de biocidas antiincrustantes, lo que obliga a los armadores a optar por opciones ecológicas. Al cumplir con todos estos requisitos, los sistemas antiincrustantes ultrasónicos ayudan a los profesionales del sector marítimo a cumplir con las directrices de la OMI sobre bioincrustaciones.
Estas soluciones no son tóxicas para los organismos marinos, por lo que eliminan eficazmente las especies bioincrustantes sin afectar a otras. La tecnología ultrasónica también reduce el riesgo de contaminación química en los océanos y contribuye a la salud de los ecosistemas marinos.
Los sistemas antiincrustantes ultrasónicos también tienen varios impactos económicos . Mantienen el casco limpio las 24 horas, lo que permite a las embarcaciones navegar con facilidad y consumir menos combustible. Esto se traduce en un ahorro de combustible de hasta un 13 %, lo que se traduce en menores costos operativos a largo plazo.
Ventajas del antiincrustante ultrasónico
A modo de recordatorio, los beneficios de los sistemas antiincrustantes ultrasónicos incluyen:
Cumplimiento normativo. El antiincrustante ultrasónico cumple con las normativas ambientales y económicas de la OMI, lo que le permite cumplir con los estándares de cumplimiento.
Sostenibilidad ambiental. Estas soluciones son completamente atóxicas y no dañan la vida marina.
Eficiencia de combustible. Al mantener el casco limpio, se puede ahorrar hasta un 13 % de combustible al reducir la resistencia.
Reducción de costos de mantenimiento. Estas soluciones incluyen la eliminación de la necesidad de vaciados, limpieza y repintado, lo que se traduce en menores costos operativos y de mantenimiento.
Protección proactiva del casco . A diferencia de los métodos tradicionales, que funcionan tras la formación de bioincrustaciones, el antiincrustante ultrasónico previene la adhesión de organismos marinos al casco.
Fácil instalación. Estos sistemas no requieren dique seco ni perforaciones en el casco, por lo que su instalación es bastante sencilla.
Desventajas del antiincrustante ultrasónico
Lo bueno también tiene sus inconvenientes. Lo mismo ocurre con el antiincrustante ultrasónico. Sin embargo, sus ventajas superan con creces sus desventajas, entre las que se incluyen:
Protección de la línea de flotación. Los sistemas más antiguos pueden tener dificultades para prevenir la acumulación de incrustaciones en la línea de flotación. Sin embargo, funcionan bien en combinación con otro método antiincrustante.
Costo inicial más alto. Es posible que al principio tenga que pagar más por los sistemas antiincrustantes ultrasónicos, pero a la larga le ayudará a ahorrar considerablemente.
Incompatibilidad de materiales. Algunos antiincrustantes ultrasónicos pueden ser menos eficaces en ciertos materiales del casco o estructuras internas.
Evaluación de antiincrustantes ultrasónicos para buques
En lo que respecta a la bioincrustación, el antiincrustante ultrasónico es una auténtica salvación tanto para el medio ambiente como para los armadores. Permite que los buques consuman menos combustible, operen con mayor eficiencia y generen una menor huella de carbono en el medio ambiente.
Si bien estos sistemas pueden tener algunas limitaciones, sus ventajas eclipsan sus desventajas.
Consulte hoy con expertos para saber cómo un sistema antiincrustante ultrasónico puede ayudarle a alcanzar sus objetivos de rendimiento y eficiencia de combustible.
Preguntas frecuentes sobre antiincrustantes ultrasónicos
¿Cómo funciona el antiincrustante ultrasónico?
El antiincrustante ultrasónico funciona mediante cavitación acústica. El sistema produce ondas sonoras de alta frecuencia que generan burbujas microscópicas que, al estallar, generan una presión localizada que interactúa con los microorganismos. Esto rompe sus células e impide que se adhieran a la superficie del casco.
¿Es necesario dejar el barco en dique seco para su instalación para el tratamiento antiincrustante ultrasónico?
La mayoría de los sistemas antiincrustantes ultrasónicos no requieren dique seco, lo que facilita su instalación y reduce las interrupciones de las operaciones. Los transductores suelen montarse en el interior del casco, sin necesidad de perforaciones, lo que facilita su configuración e integración.
¿Por qué la tecnología ultrasónica multifrecuencia es mejor que la de frecuencia única?
La tecnología multifrecuencia aborda un espectro más amplio de organismos bioincrustantes, ya que cada tipo puede responder a diferentes frecuencias. Este enfoque garantiza una gestión integral de la bioincrustación al adaptarse a la sensibilidad de diversos organismos, a diferencia de los sistemas de frecuencia única, que pueden pasar por alto ciertos tipos de bioincrustación.
¿Se puede utilizar el antiincrustante ultrasónico con otros métodos de prevención de bioincrustaciones?
Los sistemas ultrasónicos suelen ser compatibles con sistemas complementarios como la protección catódica y otras soluciones para la prevención del crecimiento marino. Esta combinación puede optimizar la gestión integral de la bioincrustación, especialmente en entornos con alta incrustación o en buques con problemas específicos de incrustación.
¿Se puede utilizar el antiincrustante ultrasónico con otros métodos de prevención de bioincrustaciones?
Los sistemas ultrasónicos suelen ser compatibles con sistemas complementarios como la protección catódica y otras soluciones para la prevención del crecimiento marino. Esta combinación puede optimizar la gestión integral de la bioincrustación, especialmente en entornos con alta incrustación o en buques con problemas específicos de incrustación.
¿Es seguro el antiincrustante ultrasónico para los ecosistemas marinos?
Sí, el antiincrustante ultrasónico es un método no tóxico que evita el uso de productos químicos nocivos. A diferencia de las pinturas antiincrustantes tradicionales que liberan biocidas, los sistemas ultrasónicos utilizan ondas sonoras para prevenir la adhesión de organismos, cumpliendo así con las normas ambientales de la OMI para proteger la biodiversidad marina.
¿Qué características hacen que un sistema antiincrustante ultrasónico sea más efectivo?
Un sistema antiincrustante ultrasónico eficaz utiliza tecnologías como las emisiones multifrecuencia, que tratan una gama más amplia de organismos bioincrustantes. Además, los sistemas avanzados emplean tecnología de ondas guiadas, lo que garantiza que las ondas ultrasónicas cubran áreas más extensas, reduciendo significativamente el número de transductores necesarios para una protección completa del casco.
