ULUSAL BİYOSİDAL KONGRESİ
Antifouling Boyalar ve Çevreye Etkileri
Hakan Özan, 19-23 Mart 2014 , ANTALYA
ULUSAL BİYOSİDAL KONGRESİ
ANTIFOULING BOYALAR VE TIPLERI
•
•
Türkçeye zehirli boya olarak çevrilmiştir ancak çok yanlış bir terimdir.
Gerçek manası ;
Biyolojik kirlenmeyi önleyen boyalar
•
Bio Fouling ; Denizsel canlı kirlenmesi olarak baktığımızda.
İkiye ayrılır
1-Micro Fouling
2-Macro Fouling
Hakan Özan, 19-23 Mart 2014 , ANTALYA
ULUSAL BİYOSİDAL KONGRESİ
Havuza gelen bir geminin su altı kondisyonu
Hakan Özan, 19-23 Mart 2014 , ANTALYA
ULUSAL BİYOSİDAL KONGRESİ
Havuza gelen bir geminin su altı kondisyonu
Hakan Özan, 19-23 Mart 2014 , ANTALYA
ULUSAL BİYOSİDAL KONGRESİ
Havuza gelen bir geminin su altı kondisyonu
Hakan Özan, 19-23 Mart 2014 , ANTALYA
ULUSAL BİYOSİDAL KONGRESİ
Havuza gelen bir geminin su altı kondisyonu
Hakan Özan, 19-23 Mart 2014 , ANTALYA
ULUSAL BİYOSİDAL KONGRESİ
Havuza gelen bir geminin su altı kondisyonu
Hakan Özan, 19-23 Mart 2014 , ANTALYA
ULUSAL BİYOSİDAL KONGRESİ
Havuza gelen bir geminin su altı kondisyonu
Hakan Özan, 19-23 Mart 2014 , ANTALYA
ULUSAL BİYOSİDAL KONGRESİ
Havuza gelen bir geminin su altı kondisyonu
Hakan Özan, 19-23 Mart 2014 , ANTALYA
ULUSAL BİYOSİDAL KONGRESİ
Havuza gelen bir geminin su altı kondisyonu
Hakan Özan, 19-23 Mart 2014 , ANTALYA
ULUSAL BİYOSİDAL KONGRESİ
Havuza gelen bir geminin su altı kondisyonu
Hakan Özan, 19-23 Mart 2014 , ANTALYA
ULUSAL BİYOSİDAL KONGRESİ
Havuza gelen bir geminin su altı kondisyonu
Hakan Özan, 19-23 Mart 2014 , ANTALYA
ULUSAL BİYOSİDAL KONGRESİ
Havuza gelen bir geminin su altı kondisyonu
Hakan Özan, 19-23 Mart 2014 , ANTALYA
ULUSAL BİYOSİDAL KONGRESİ
Havuza gelen bir geminin su altı kondisyonu
Hakan Özan, 19-23 Mart 2014 , ANTALYA
ULUSAL BİYOSİDAL KONGRESİ
Havuza gelen bir geminin su altı kondisyonu
Hakan Özan, 19-23 Mart 2014 , ANTALYA
ULUSAL BİYOSİDAL KONGRESİ
Havuza gelen bir geminin su altı kondisyonu
Hakan Özan, 19-23 Mart 2014 , ANTALYA
ULUSAL BİYOSİDAL KONGRESİ
Havuza gelen bir geminin su altı kondisyonu
Hakan Özan, 19-23 Mart 2014 , ANTALYA
ULUSAL BİYOSİDAL KONGRESİ
Havuza gelen bir geminin su altı kondisyonu
Hakan Özan, 19-23 Mart 2014 , ANTALYA
ULUSAL BİYOSİDAL KONGRESİ
Havuza gelen bir geminin su altı kondisyonu
Hakan Özan, 19-23 Mart 2014 , ANTALYA
ULUSAL BİYOSİDAL KONGRESİ
Havuza gelen bir geminin su altı kondisyonu
Hakan Özan, 19-23 Mart 2014 , ANTALYA
ULUSAL BİYOSİDAL KONGRESİ
250-300 bar yıkama ile temizlik
Hakan Özan, 19-23 Mart 2014 , ANTALYA
ULUSAL BİYOSİDAL KONGRESİ
Havuzda antifouling boyası yenilenmiş bir gemi
Hakan Özan, 19-23 Mart 2014 , ANTALYA
ULUSAL BİYOSİDAL KONGRESİ
Havuzda antifouling boyası yenilenmiş bir gemi
Hakan Özan, 19-23 Mart 2014 , ANTALYA
ULUSAL BİYOSİDAL KONGRESİ
Havuzda antifouling boyası yenilenmiş bir gemi
Hakan Özan, 19-23 Mart 2014 , ANTALYA
ULUSAL BİYOSİDAL KONGRESİ
Havuzda antifouling boyası yenilenmiş bir gemi
Hakan Özan, 19-23 Mart 2014 , ANTALYA
ULUSAL BİYOSİDAL KONGRESİ
Havuzda antifouling boyası yenilenmiş bir gemi
Hakan Özan, 19-23 Mart 2014 , ANTALYA
ULUSAL BİYOSİDAL KONGRESİ
Havuzda antifouling boyası yenilenmiş bir gemi
Hakan Özan, 19-23 Mart 2014 , ANTALYA
ULUSAL BİYOSİDAL KONGRESİ
Havuzda antifouling boyası yenilenmiş bir gemi
Hakan Özan, 19-23 Mart 2014 , ANTALYA
ULUSAL BİYOSİDAL KONGRESİ
Havuzda antifouling boyası yenilenmiş bir gemi
Hakan Özan, 19-23 Mart 2014 , ANTALYA
ULUSAL BİYOSİDAL KONGRESİ
Havuzda antifouling boyası yenilenmiş bir gemi
Hakan Özan, 19-23 Mart 2014 , ANTALYA
ULUSAL BİYOSİDAL KONGRESİ
Havuzda antifouling boyası yenilenmiş bir gemi
Hakan Özan, 19-23 Mart 2014 , ANTALYA
ULUSAL BİYOSİDAL KONGRESİ
36 Aylık sefer sonrasında kızağa çıkan bir gemi performansı
Hakan Özan, 19-23 Mart 2014 , ANTALYA
ULUSAL BİYOSİDAL KONGRESİ
Havuzda antifouling boyası yenilenmiş bir gemi
Hakan Özan, 19-23 Mart 2014 , ANTALYA
ULUSAL BİYOSİDAL KONGRESİ
36 Aylık sefer sonrasında kızağa çıkan bir gemi performansı
Hakan Özan, 19-23 Mart 2014 , ANTALYA
ULUSAL BİYOSİDAL KONGRESİ
36 Aylık sefer sonrasında kızağa çıkan bir gemi performansı
Hakan Özan, 19-23 Mart 2014 , ANTALYA
ULUSAL BİYOSİDAL KONGRESİ
Deniz ortamında kirlenme nasıl oluşur?
Hakan Özan, 19-23 Mart 2014 , ANTALYA
ULUSAL BİYOSİDAL KONGRESİ
Deniz ortamında su altı alanlarında kirlenme nasıl oluşur ?
Sec
Min
Hours
Days
Weeks
Months
Years
Conditioning film
Biofilm - Bacteria
Biofilm - Diatoms and protozoa
Macrofouling Algal spores and animal larvae
Macrofouling - Adult organisms
Hakan Özan, 19-23 Mart 2014 , ANTALYA
ULUSAL BİYOSİDAL KONGRESİ
Hakan Özan, 19-23 Mart 2014 , ANTALYA
ULUSAL BİYOSİDAL KONGRESİ
Zehirli Boya Çalışmanın Çalışma Prensibi ?
• Antifouling Boyalar selfpolishing esasına göre çalışırlar.
• Tüm selfpolishing antifouling boyalar deniz suyu ile temas etmeye
başladığı andan itibaren deniz suyu ile kimyasal bir reaksiyona
girer ve erime başlar.
• Reçine içinde dağılmış olan biyosidal maddeler kontrollü bir
erimeyle boya filminin üst tabakasında yüzeye çıkarlar ve burada
denizel kirlilik oluşturan canlılar için uygun olmayan bir ortam
oluştururlar.
• Bu şekilde su altı alanları sürekli olarak kirlenmeye karşı
korunmuş olur.
Hakan Özan, 19-23 Mart 2014 , ANTALYA
ULUSAL BİYOSİDAL KONGRESİ
Biyosidlerin boya filminden çıkışları ?
Boya Filmi
Yeni uygulanmış antifouling boya filmi
Deniz suyuna maruz kaldıktan sonra ki boya filmi
Leached
layer
Hakan Özan, 19-23 Mart 2014 , ANTALYA
ULUSAL BİYOSİDAL KONGRESİ
Premium bir antifouling boyanın çalışma mekanizması ?
Yeni
uygulanmış
Bir yıl sonra
İki yıl sonra
Hakan Özan, 19-23 Mart 2014 , ANTALYA
ULUSAL BİYOSİDAL KONGRESİ
Standart bir antifouling boyanın çalışma mekanizması ?
Yeni
Uygulanmış
Hakan Özan, 19-23 Mart 2014 , ANTALYA
Bir yıl
İki yıl
ULUSAL BİYOSİDAL KONGRESİ
Biosid ajanları bitmiş ölü tabakanın formasyonu
Hakan Özan, 19-23 Mart 2014 , ANTALYA
ULUSAL BİYOSİDAL KONGRESİ
Silyl and ion exchange functionality model
Hydrophobic versus Hydrophilic binder
Silyl functionality
Silyl - Hydrophobic
Hakan Özan, 19-23 Mart 2014 , ANTALYA
Ion Exchange functionality
Ion Exchange - Hydrophilic
ULUSAL BİYOSİDAL KONGRESİ
Properties of hydrophobic and hydrophilic films
Hakan Özan, 19-23 Mart 2014 , ANTALYA
ULUSAL BİYOSİDAL KONGRESİ
Hydrophilic water
absorbation
Hydrophobic barrier
Silyl binder network
Hydrophobic
Hakan Özan, 19-23 Mart 2014 , ANTALYA
-
Ion Exchange binder network Hydrophilic
ULUSAL BİYOSİDAL KONGRESİ
Hydrophilic water
absorbation
Hydrophobic barrier
Binder changes
characteristics via chemical
reaction
Low reaction control
Unpredictable:
•Polishing
•Leached Layer
•Performance
After completed reaction
film becomes soluble and
polishes off
Reaction occurs at next
level
•Controlled water uptake
•Predictable performance
•Constant biocide release
Silyl binder network
Hydrophobic
Hakan Özan, 19-23 Mart 2014 , ANTALYA
-
Ion Exchange binder network Hydrophilic
ULUSAL BİYOSİDAL KONGRESİ
Hydrophilic paint films – Ion Exchange
Hakan Özan, 19-23 Mart 2014 , ANTALYA
ULUSAL BİYOSİDAL KONGRESİ
Hydrophilic antifouling – Ion exchange
Ion Exchange binder network Hydrophilic
Hakan Özan, 19-23 Mart 2014 , ANTALYA
ULUSAL BİYOSİDAL KONGRESİ
Hydrophobic paint films – Silyl
Hakan Özan, 19-23 Mart 2014 , ANTALYA
ULUSAL BİYOSİDAL KONGRESİ
Hydrophobic antifouling – Silyl
Silyl binder network
Hydrophobic
-
Hakan Özan, 19-23 Mart 2014 , ANTALYA
ULUSAL BİYOSİDAL KONGRESİ
Silyl binder network
Hydrophobic
-
Hakan Özan, 19-23 Mart 2014 , ANTALYA
ULUSAL BİYOSİDAL KONGRESİ
Antifouling boyaların etkinlik testi
Hakan Özan, 19-23 Mart 2014 , ANTALYA
ULUSAL BİYOSİDAL KONGRESİ
Antifouling boyaların etkinlik testi
Hakan Özan, 19-23 Mart 2014 , ANTALYA
ULUSAL BİYOSİDAL KONGRESİ
Antifouling boyaların etkinlik testi
Hakan Özan, 19-23 Mart 2014 , ANTALYA
Su altı alanlarında ki kirlenme genel performansa
ve çevreye nasıl etki edecektir?
Su altı alanlarında ki kirlenmeler sonucunda;
• Sürtünme direnci yükselecek
• Hız kaybı
• Verimlilik düşecek
• Yakıt sarfiyatı artacak
• Maliyetler artacak( extra yakıt, bakım, ceza vb)
• CO2 salınımı artacak
• Farklı coğrafyalar arasında organizma transferi artacak
Your name / presentation name / date
ULUSAL BİYOSİDAL KONGRESİ
Deniz yolu ile yapılan taşımacılığın çevresel etkisi ???
Hakan Özan, 19-23 Mart 2014 , ANTALYA
ULUSAL BİYOSİDAL KONGRESİ
Çevresel girişimler…….
IMO nun denizyolu ile yapılan taşımacılıktan kaynaklanan
CO2 salınımını azaltmaya yönelik hedeflediği aşamalı
planı;
2015: 10%
2020: 20%
2025: 30%
Hakan Özan, 19-23 Mart 2014 , ANTALYA
ULUSAL BİYOSİDAL KONGRESİ
Gemiler neden yakıt yakar?
Hakan Özan, 19-23 Mart 2014 , ANTALYA
ULUSAL BİYOSİDAL KONGRESİ
Gemiler neden yakıt yakar?
Denizde ki dalganın direnci
Hakan Özan, 19-23 Mart 2014 , ANTALYA
ULUSAL BİYOSİDAL KONGRESİ
Gemiler neden yakıt yakar?
Denizde ki dalganın
direnci
Hakan Özan, 19-23 Mart 2014 , ANTALYA
Sürtünme direnci
ULUSAL BİYOSİDAL KONGRESİ
Toplam Direnç =
Hakan Özan, 19-23 Mart 2014 , ANTALYA
Dalga Direnci
+ Sürtünme
direnci
ULUSAL BİYOSİDAL KONGRESİ
1. NELER SÜRTÜNME DİRENCİNE ETKİ EDER ??
Sürtünme direnci gemi yüzeyinde ki kondisyondan etkilenir.
Boundary llayer:
Hız düşer
•Verimlilik azalır
•
Boundary layer
Frictional resistance
Perspective 1: Surface
Hull movement
Boundary layer
Perspective 2: Hull
Hull movement
Hakan Özan, 19-23 Mart 2014 , ANTALYA
ULUSAL BİYOSİDAL KONGRESİ
Fiziksel Pürüzlülük
9% ye kadar verimlilik kaybı
Boundary layer
Biolojik Pürüzlülük
Boundary layer
Hakan Özan, 19-23 Mart 2014 , ANTALYA
60% ye kadar verimlilik kaybı
ULUSAL BİYOSİDAL KONGRESİ
1. SÜRTÜNME DİRENCİNE
NELER ETKİLER?
BIOFOULING
Genel verimliliğe ne kadar etki eder?
Reference: MEPC 60/4/21 (2010)
Hakan Özan, 19-23 Mart 2014 , ANTALYA
ULUSAL BİYOSİDAL KONGRESİ
1. SÜRTÜNME DİRENCİNE
NELER ETKİLER?
BIOFOULING
Genel verimliliğe ne kadar etki eder?
Reference: MEPC 60/4/21 (2010)
Efficiency loss
Light slime
9%
Heavy slime
19%
Small calcerous fouling or macroalgae
33%
Medium calcerous fouling or macroalgae
52%
Hakan Özan, 19-23 Mart 2014 , ANTALYA
ULUSAL BİYOSİDAL KONGRESİ
Gemi makinasından üretilen güç ile hızı arasında ki ilişki
Start of period: 25 000 kW gives 21,6 kn
End of period: 25 000 kW gives 19 kn
Hakan Özan, 19-23 Mart 2014 , ANTALYA
Başlangıç
performansı
ULUSAL BİYOSİDAL KONGRESİ
Gemi makinasından üretilen güç ile hızı arasında ki ilişki
Su altı alanının
Start of period: 25 000 kW gives 21,6
kn
kirlenmesinden
dolayı ortalama
End of period: 25 000 kW gives 19 kn
verimlilik kaybı
Constant shaft power leads to speed loss
Hakan Özan, 19-23 Mart 2014 , ANTALYA
Başlangıç
performansı
ULUSAL BİYOSİDAL KONGRESİ
Gemi makinasından üretilen güç ile hızı arasında ki ilişki
Start of period: 25 000 kW gives 21,6 kn
End of period: 25 000 kW gives 19 kn
To compensate for speed loss a shaft power increase is
needed
Hakan Özan, 19-23 Mart 2014 , ANTALYA
ULUSAL BİYOSİDAL KONGRESİ
Gemi makinasından üretilen güç ile hızı arasında ki ilişki
The correlation between shaft power and speed is in
average 3:1 for typical speed intervals.
Start of period: 25 000 kW gives 21,6 kn
End of period: 25 000 kW gives 19 kn
3
1
Hakan Özan, 19-23 Mart 2014 , ANTALYA
ULUSAL BİYOSİDAL KONGRESİ
Standart bir zehirli boya kullanımında pazarda ki ortalama hız kaybı?
Based on 3 separate studies:
Study 1:
Second IMO GHG study 2009, MEPC
59/INF.10, section A2.63.
Study 2:
Hellio & Yebara, Advances in marine
antifouling coatings and technologies,
2009, p. 172.
Study 3:
Hull performance analysis on 103
sailing intervals. From different
antifouling products and suppliers.
Hakan Özan, 19-23 Mart 2014 , ANTALYA
60 ay sonra ki ortalama hız kaybı
5,9 %
ULUSAL BİYOSİDAL KONGRESİ
Denizcilik sektöründe ki ortalama gemi performansı
The correlation between shaft power and speed is in
average 3:1 for typical speed intervals.
Start of period: 25 000 kW gives 21,6 kn
End of period: 25 000 kW gives 19 kn
17,7%
Power increase
5,9%
Market
average
speed loss
(60 months
sailing
period)
Hakan Özan, 19-23 Mart 2014 , ANTALYA
ULUSAL BİYOSİDAL KONGRESİ
Örnek Bir Gemi Yakıt tasarrufu çalışması
Gemi Tipi: Container
Seyir aktivitesi: 75%
Hız: 18 Knots
Havuzlama Süresi: 60 Ay
Günlük yakıt tüketimi: 68 Ton/gün
Yakıt fiyatı: 700 $/ton
Hakan Özan, 19-23 Mart 2014 , ANTALYA
ULUSAL BİYOSİDAL KONGRESİ
Örnek Bir Gemi Yakıt tasarrufu çalışması
Bu gemi 5 yıl boyunca toplam 91.800 ton yakıt tüketecektir.
Birim fiyat değişmediği sürece toplam 64. 2 Milyon USD yakıt
parası ödeyecektir.
Beş yıl boyunca bu gemiden toplam 289.000 Te CO2 salınımı
olacaktır.
Hakan Özan, 19-23 Mart 2014 , ANTALYA
ULUSAL BİYOSİDAL KONGRESİ
Örnek geminin standart bir zehirli boya ile performans değerlendirmesi
Ortalama yakıt artışı
: 16.249 T
Ortalama fazla yakıt bütçesi : 11.374.300 USD
Geminin sürekli aynı hızda çalıştırılması için fazladan
yakılması gereken yakıt 17,7%
Initial hull
condition
Market
average
-1%
0%
5,9 % average speed loss 60 months
Efficiency loss: 5,9%*3 = 17,7%
1%
2%
3%
4%
5%
6%
Average Hull performance = Average Speed loss
60 months WW trade (Average cond.)
Hakan Özan, 19-23 Mart 2014 , ANTALYA
7%
ULUSAL BİYOSİDAL KONGRESİ
Market average
Premium bir antifouling boyanın standart ürüne oranla avantajı ??
5,9% speed loss = 17,7 % Efficiency loss
+11 4374030 USD
SQ Plus S
2,5% speed loss = 7,5 % Efficiency loss
+ 4.819 820 USD
-1%
0%
1%
2%
3%
4%
5%
6%
Average Hull performance: Average Speed loss 60 months WW trade (Average cond.)
*Given Jotun’s best knowledge of average product performance based on actual performance data analysis and technical product evaluation.
Hakan Özan, 19-23 Mart 2014 , ANTALYA
7%
ULUSAL BİYOSİDAL KONGRESİ
Örnek Bir Gemi Yakıt tasarrufu çalışması
Bu gemi 60 ay boyunca ortalama hızını 2,5% kaybederse 10%
yakıt tasarrufu yapabilme potansiyeline sahip olacak.
Bu standart bir antifouling boyaya göre 9.364 ton daha az
yakıt kullanması demek.
Bu aynı zamanda 29.122 Te daha az CO2 salınımı olmasını
sağlayacak.
Hakan Özan, 19-23 Mart 2014 , ANTALYA
ULUSAL BİYOSİDAL KONGRESİ
TEŞEKKÜRLER
Hakan Özan, 19-23 Mart 2014 , ANTALYA
Download

Jotum Boya