Biofouling: wat het is en wat het met koelers doet

Wat is biofouling?

Biofouling is de ongewenste aangroei van micro-organismen, planten en dieren op een oppervlak dat in contact staat met water. Het gebeurt op scheepsrompen, steigers, boeien, inlaatroosters en op alle koelers die buitenwater gebruiken. Het water zelf is de bron: zeewater, brak water en rivierwater zitten vol bacteriën, algensporen en larven die op zoek zijn naar een vaste plek. Een metalen buis onder water is voor hen een prima ondergrond.

Voor een koeler is biofouling schadelijker dan voor een romp. Een romp wordt er trager van; een koeler verliest zijn functie. De aangroei vormt een isolerende laag tussen het metaal en het water en vernauwt de ruimte waar het water doorheen moet. Daarom hoort dit onderwerp thuis in het thema maritiem, naast de artikelen over de box cooler en antifouling voor koelers.

De fasen van aangroei: van biofilm tot mosselen

Biofouling verloopt in opeenvolgende fasen, waarbij elke fase de volgende mogelijk maakt. Het begint onzichtbaar en eindigt met een harde korst.

De biofilm in fase 2 is de sleutel. De slijmlaag beschermt de bacteriën, houdt voedingsstoffen vast en geeft larven van pokken en mosselen het signaal dat dit een geschikte plek is. Wie de biofilm voorkomt of regelmatig verwijdert, voorkomt het grootste deel van de latere aangroei. Wie wacht tot de mosselen er zitten, moet schrapen.

Wat doet biofouling met de warmteoverdracht?

Elke laag aangroei werkt als isolatie tussen het metaal en het water. Een koeler is ontworpen op een dunne metalen wand die warmte goed geleidt; een slijmlaag of een korst van schelpen geleidt warmte vele malen slechter. Al een dunne biofilm verhoogt de weerstand merkbaar, omdat de laag voor een groot deel uit water en organisch materiaal bestaat. Het koelwater van de motor komt daardoor warmer terug, de thermostaat vraagt meer koeling en het systeem werkt tegen een grens aan.

Het effect sluipt erin. In de eerste weken merk je weinig; de koeler heeft een ontwerpmarge. Naarmate de laag dikker wordt en harde organismen zich vestigen, stijgt de uitgaande koelwatertemperatuur en loopt de motor bij warm weer of hoge belasting tegen een temperatuuralarm aan. Vaak wordt dan eerst naar de motor of de pomp gekeken, terwijl de oorzaak buiten de scheepshuid hangt.

Wat doet biofouling met de doorstroming?

Aangroei neemt ruimte in. In een pijpenbundel liggen de buizen dicht bij elkaar; de spleten ertussen zijn de weg waarlangs het water stroomt. Mosselen en pokken groeien precies in die spleten, omdat daar de stroming laag is en voedsel blijft hangen. Het water zoekt een andere weg, de doorstroming door de bundel daalt en een deel van het oppervlak doet niet meer mee. Op een box cooler, die geen pomp heeft om de weerstand te overwinnen, telt dat dubbel.

Bij koelers met een zeewaterpomp komt daar een tweede probleem bij: losgekomen stukken aangroei verstoppen filters, kleppen en de ingang van een platenkoeler. Een filter dat steeds sneller vol zit, is een vroeg signaal dat de aangroei stroomopwaarts op gang is.

Waarom stilliggen het risico vergroot

Stilliggen is de grootste risicofactor voor biofouling, groter dan het vaargebied op zich. Larven kunnen zich alleen hechten bij lage stroomsnelheid. Een varend schip spoelt ze weg; een stilliggend schip biedt ze rust. Daar komt bij dat in havens en riviermondingen veel voedingsstoffen in het water zitten en dat de watertemperatuur in de zomer oploopt. Een afbouwkade, een oplegging of een langdurige wachttijd op lading is daarom het moment waarop koelers dichtgroeien.

Een tweede factor is warmte. Een koeler die in bedrijf is, houdt het water in de beun iets warmer dan de omgeving. In koud water remt dat de groei nauwelijks, maar in warme wateren versnelt elke graad de voortplanting van algen en schelpdieren. Schepen die van een koud naar een warm vaargebied gaan, zien de aangroei vaak binnen één seizoen toenemen.

Hoe herken je biofouling op een koeler?

Je herkent biofouling meestal eerst aan de prestaties, pas later aan het oog. Let op de volgende signalen.

• Stijgende koelwatertemperatuur bij gelijke belasting en gelijke watertemperatuur buiten.
• Temperatuuralarmen bij warm weer of vol vermogen, die eerder niet voorkwamen.
• Een groter temperatuurverschil tussen het ingaande en uitgaande koelwater dan in het ontwerp.
• Filters en zeewaterkleppen die sneller vervuilen of stukken schelp bevatten.
• Zichtbare aangroei op de inlaatroosters van de beun bij een duikinspectie of in het dok.

In het dok is het beeld onmiskenbaar: een bundel met slijm, wier, pokken en mosselen tussen de buizen. Op dat moment is reiniging de enige optie. Hoe dat gaat, lees je in het artikel over het reinigen van een warmtewisselaar.

Hoe beheers je biofouling en wat betekent dit voor jouw koelers?

Biofouling beheers je met een combinatie van voorkomen, bewaken en reinigen. Voorkomen begint bij het oppervlak: een gladde, gesloten coating geeft organismen minder houvast dan blank metaal met putjes en oxiden, en een anti-fouling toplaag die gecontroleerd slijt neemt beginnende aangroei mee voordat die zich vastzet. Bewaken doe je door koelwatertemperaturen te loggen en afwijkingen te vergelijken met de buitenwatertemperatuur. Reinigen plan je bij de dokbeurt, voordat de koeler dichtgegroeid is.

Novocoatings coat box coolers met een phenol-epoxy inbrandcoating die bestand is tegen zeewater, brak water en rivierwater, en brengt desgewenst een anti-fouling toplaag aan die het risico op biofouling reduceert en de thermische efficiëntie behoudt, ook bij langdurige stilstand. Een bundel die al is aangegroeid, wordt in het refit programma grondig gereinigd, ontlakt, geïnspecteerd en opnieuw gecoat. Zie ook de pagina over het coaten van box coolers.