nanoverf en ultrageluid bieden ecoeoplossing voor boten

ENGINEERINGNET.BE
onderzoek&ontwikkeling
Nanowaves maakt golven
Nanoverf en
ultrageluid bieden
eco-oplossing
voor boten
Eind april richten Denis Ruyssen en Nicolas Lippens Nanowaves bvba
op. Het jonge Belgische bedrijf wil zich positioneren in de wereld van
yachting en super-yachting met een eco-vriendelijke oplossing voor het
ernstige fouling-probleem waarmee vaartuigen wereldwijd af te rekenen
hebben. De nano-gestructureerde topcoat van Nanowaves bemoeilijkt het
hechten van zeeorganismen op de scheepsromp en de kiel. In tegenstelling
tot handelsschepen liggen yachten echter vaker stil waardoor biofilm, algen
en pokken meer kans krijgen om zich vast te zetten. Om dat te voorkomen
werkte Nanowaves een systeem uit met coating én ultrageluid.
door Luc De Smet, Engineeringnet
A
angroei van maritieme organismen
- fouling - is een gigantisch én wereldwijd probleem. Het vertraagt boten
en schepen. Het doet het brandstofverbruik
stijgen en daarmee ook de emissies. Om dat
tegen te gaan waren er tot nu toe twee oplossingen: instrijken met een harde of een zachte
anti-fouling coating met biociden. Bij zachte
anti-fouling slijt tijdens het varen telkens een
laagje van de anti-fouling af. Hierbij komen de
biociden uit de anti-fouling vrij en wordt aangroei voorkomen. Uiteindelijk slijt de zachte
anti-fouling na bepaalde tijd volledig weg.
Harde anti-fouling daarentegen is poreus. De
biociden in deze anti-fouling lossen langzaam
op en voorkomen aangroei. Beide types verven
28
ENGINEERINGNET MAGAZINE - mei 2014
hebben een beperkte levensduur en
geven toxische stoffen af met een
negatieve impact op het milieu.
Bovendien, eenmaal uitgewerkt, is er
helemaal geen rem op de aangroei.
Vandaag beperkt regelgeving steeds
meer het gebruik van toxische stoffen.
Europees
onderzoeksproject
In 2005 startte het Waalse Nanocyl
met 31 onderzoeksinstellingen en
bedrijven het vijf jaar durende EUonderzoeksproject Ambio (Advanced
Nanostructured Surfaces for the Control of Biofouling) om verschillende
nanogestructureerde coatings te ontwikkelen waarop zee-organismen zich
niet gaan hechten. Het project was
goed voor een budget 17,9 miljoen
euro waarvan 11,9 miljoen betaald
door de EU. Op het einde van de rit
- in 2009 - verwierf Nanocyl het
patent. «Ik moest een industriële
partner vinden om de onderzoeksresultaten naar een commercieel product
te trekken», zegt Denis Ruyssen,
die toen bij Nanocyl werkte. «Dat
kon ik samen met Lippens die onze
nanobuisjes in een van zijn bestaande
producten wist in te bouwen en te
optimaliseren.»
ENGINEERINGnet.BE
ONDERZOEK & ONTWIKKELING
De nieuwe Nanowaves-coating bevat
geen toxische producten. Het is evenmin
een ablatieve verf. In de coating worden
industriële meerwandige, zogenaamde
multiwall-nanobuisjes gemengd. Nanoexpert Nanocyl uit Sambreville selecteert de
juiste ‘grade’ en zorgt voor een homogene
dispersie in de masterbatch van verffabrikant Lippens. De ‘oppervlaktespanning’ van
de toplaag en de specifieke kratervorming
op nanoschaal voorkomt dat organismen
een stevige hechting of ‘grip’ krijgen op het
oppervlak. Wanneer er dan stroming ontstaat -doordat de boot vaart- is de wrijving
van het water voldoende om aangroei er af
te rijden. Een bijkomend voordeel van de
coating is zijn hydrofobe karakter waardoor
een behandelde yacht minder weerstand
zal ervaren. De coating werkt zowel in zoet-,
brak- als zeewater. Hij is verkrijgbaar in vier
kleuren: donker blauw, rood oxide, grijs en
zwart. <<
VOOR HANDELSVLOTEN
T
Denis Ruyssen
B2B-verfproducent Lippens deed jaren
research naar milieuvriendelijke oplossingen
voor maritieme fouling. «Onze eerste generatie
'fouling release coating' behaalde zonder meer
performante release-eigenschappen. Anderzijds waren de mechanische eigenschappen
van dit type siliconegebaseerde fouling release
verven naar onze eigen mening te kwetsuurgevoelig om ze intensief te commercialiseren»,
erwijl Nanowaves
focust op de yachting
en super-yachting
wereld, zal Lippens de
handelsscheepvaart aanspreken met zijn coating.
Er lopen al bijna twee jaar
proeven met de coating op
grote handelsschepen. «Op
de reeds behandelde schepen
is er een bevestigde brandstofbesparing van gemiddeld
6% vastgesteld. Een Capesize -een vrachtschip dat zo
groot is dat het niet door het
Panama-kanaal kan- verbruikt
op volle snelheid 65 ton fuel
per dag en in ‘eco speed’ nog
steeds een 40 ton. Zes procent
minderverbruik vertaalt zich
in een heuse verlaging van de
kosten, een verlaging van de
CO2-uitstoot en een groener
imago voor de rederij», zegt
Jean-Paul Lippens, CEO van
niche-verffabrikant Lippens
in Evergem. «We hebben
hier tien jaar aan gewerkt.
Onze coating is biociden-vrij
en bevat geen zware metalen. Gecombineerd met de
mechanische weerstand en de
nanostructurering maakt dat
een uniek product.» Bureau
Veritas certificeerde Lippens
en het Coating Research
Institute bestatigde dat Nanowaves geen zware metalen of
biociden bevat. «De maritieme markt is een zeer grote
maar duidelijk ook moeilijk
penetreerbare markt. Als
klein bedrijf moeten we ons
elke dag opnieuw bewijzen.
Belangrijk hierbij is een referentiekader uit te bouwen.»
Lippens, opgericht in 1947,
leverde oorspronkelijk aan
de spoorwegen en later ook
aan het leger (tanks), de
luchtmacht (vliegtuigen),...
Het moeilijke werk. Tenslotte
volgde ook maatwerk voor
de industrie. Vandaag telt
het familiebedrijf, dat een
jaarcapaciteit heeft van 3 à 4
miljoen liter, 25 mensen. <<
(foto: Cap Gemini)
ENGINEERINGNET MAGAZINE - mei 2014 29
ENGINEERINGNET.BE
onderzoek&ontwikkeling
aldus Nicolas Lippens. «Een
ultrasone technologie inzet
tweede generatie van deze techom biofilm - de eerste stap van
nologie had daarentegen duideeventuele fouling - te helpen
lijk betere mechanische eigenvoorkomen. «Vermijd je de biofilm, dan voelen de organismen
schappen, maar was dan weer
zich niet aangetrokken om zich
'applicatie-onvriendelijk'.» In
te nestelen en te ontwikkelen.»
deze ontwikkelingsfase kruisHet ultrasone geluid - voor
ten de wegen van Nanocyl en
de mens onhoorbaar geluid/
Lippens elkaar. Ze brachten
trilling boven de 20 kHz - wordt
hun beide technologieën samen
opgewekt door een transducer.
en testten die uitvoerig.
Die produceert geluidsgolven
Op 16 locaties de wereld
met piezo-elektrische comporond - in Australië, Zuid-Oost
nenten. Een transducer bevat
Azië, België, Nederland, de
één of meer piezo-elektrische
Middellandse Zee, de Caraïkwartskristallen. Als er een
ben,... - zijn in 2010 testplaten
elektrische stroom doorheen
in zee gehangen. Ook in het
gestuurd wordt, veranderen
tropische Martinique waar de
die voortdurend van vorm.
hogere watertemperatuur zorgt
Dat produceert trillingsgolven.
voor meer groei van organisNaargelang de frequentie van
men. Bovendien is het seizoen
die golven zullen ze dieper in
er langer, zodat er op korte tijd
Nicholas Lippens
een medium doordringen. Elk
meer getest kan worden. Na
organisme heeft een eigen frebevestigende evaluaties van de
quentie. De juiste zal de vacuotestplaten volgden begin 2011
veldproeven op boten en jachten. Nu is er dus al zo’n 3,5 jaar lae - de met vocht gevulde blaasjes waaruit micro-organismen
praktijkervaring met de Nanowaves coating. In het Europese en algen bestaan - stuk trillen, zodat die niet kunnen overleven.
FP7-onderzoeksproject SUN wordt de levenscyclus van de verf Wanneer de boot stilligt, in de marina of voor de kust, moet
onder reële omstandigheden verder onderzocht. Via Nanocyl het ultrageluid opstaan.
De transducers van Harsonic hebben een diameter van
zal ook Nanowaves actief zijn in dit project dat een budget
van 14 miljoen euro heeft en waaraan 35 partners deelnemen. zo’n 6 cm diameter en zijn een 6 cm hoog. Men plaatst één
of meer transducers op de binnenkant van de boeg/kiel. Het
Harsonic-systeem werkt op aluminium, staal en polyester
Combinatie van eco-verf en
eco-oplossing
dat de trilling voortplant. Eén transducer volstaat om zo’n 40
Anderzijds, zo wordt toegegeven, voorkomt de nanoverf niet m² - een 11 meter lange boot - te vrijwaren van biofilm. Zet
dat organismen zich op de romp plaatsen maar het bemoeilijkt je meer transducers op de juiste plaats, dan kan je een grotere
wel een stevige hechting. Nanowaves is dus geen 'anti-fouling'- boot bedienen. De transducer, die vanuit de sturing een voeverf in de strikte betekenis van het woord, maar eerder een ding krijgt van 6V, heeft een laag verbruik. Aan de wal kan het
'de-fouling'-verf die het losvaren van die organismen mogelijk ook op 220V. De technologie blijkt ongevaarlijk voor mensen
maakt. Een 'easy-to-clean'-coating die geen jaarlijkse herschil- of vissen. Evenmin registreert men een degradatie van het
dering vergt. De frequentie van de reiniging hangt af van het ondergrondmateriaal.
seizoen, van de regio in de wereld en het soort water waarin
het schip zich bevindt. In het koude water van het noordelijke Product met een handleiding
halfrond duiken om de romp van je yacht te reinigen, is heel
Vorig jaar liepen de eerste ultrasoonproeven, naar aanleiding
wat minder uitnodigend dan in warmere gebieden zoals Mar- van de boatshow METS in Amsterdam. «Dit jaar zoeken we
tinique... Maar ook hiervoor heeft Nanowaves een oplossing eindgebruikers om het gehele systeem te installeren. Tegen eind
bedacht.
2014 hopen we een honderdtal referentieklanten te hebben»,
zegt Ruyssen. Er lopen vandaag projecten in Costa Rica,
Ultrasone ondersteuning
Frankrijk, Spanje, België, Nederland, Engeland, Servië. Zo
Om de reinigingscycli te vermijden koos Nanowaves voor komt Nanowaves snel op de globale markt. «We bieden met
een ultrasone ondersteuning. Hiervoor ging het een partner- dit systeem - coating met ultrasound - een propere romp met
ship aan met het Belgische Harsonic dat een gepatenteerde minimaal onderhoud gedurende vijf jaar.» << (foto's: LDS)
30
ENGINEERINGNET MAGAZINE - mei 2014

Download Report