DE4109197C2 - Verfahren zur Verhinderung von Bewuchs an untergetauchten Oberflächen durch sporadische, gesteuerte Veränderung deren physikalischer Eigenschaften - Google Patents

Description

Die Notwendigkeit einer mit dem Korrosionsschutz verbundenen Strategie der Verhinderung biologischen Bewuchses auf Unterwasserstrukturen bzw. in Kühlsystemen ist aufgrund der dadurch möglichen immensen ökonomischen Schäden besonders heute, im Zeitalter der Ressourcenlimitierung, mehr denn je umstritten. Das effektivste und auf diesem Gebiet weltweit nach wie vor vorwiegend praktizierte Verfahren besteht deshalb in einer Beschichtung der entsprechenden Oberflächen mit hochgiftigen Anstrichen. Da aufgrund der besonderen Spezifik der als Bewuchsorganismen in Frage kommenden Tier- und Pflanzengruppen zu diesem Zweck Breitbandgifte (vorwiegend Schwermetalle und in jüngster Zeit vor allem Organozinn und Kupfer) eingesetzt werden müssen, werden auch eine Vielzahl von "Nichtzielorganismen" betroffen und es kommt zu beträchtlichen, mittlerweile auch bereits eindeutig nachgewiesenen, gravierenden Schädigungen der Umwelt.

Die außerordentlich vielfältigen Versuche alternative Strategien zu entwickeln, der fragwürdige Ersatz der bekannten durch neue unbekannte meist synthetische Gifte soll hier völlig ausgeklammert werden, hat zu einer Vielzahl von verschiedenen Ansätzen geführt, die aber alle noch nicht einsetzbar sind. Auch die im Moment vermutlich aussichtsreichste und in einigen kommerziellen Punkten bereits umgesetzte Variante einer Modifizierung der Oberflächen­ spannung und damit eine Herabsetzung der Anheftung von Bewuchs­ organismen muß in der Praxis nach wie vor von Bioziden unterstützt werden und bietet auch sonst technische Schwierigkeiten bezüglich der Applikation und Untergrundvorbehandlung.

Aus EP-PS 02 48 050 ist ein Verfahren zur Verhinderung maritimen Bewuchses mittels Erzeugung eines elektrischen Feldes bekannt, daß mit Spannung unterschiedlicher Stärke und Polung arbeitet, wobei Metallionen (Cu und AL) und gleichzeitig Chloridionen freigesetzt werden, die die biozide Wirkung begründen, aber auch zur Schädigung des Biotops führen können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, an definierten in natürlichen Gewässern untergetauchten bzw. ständig damit in Berührung kommenden Oberflächen das Ansetzen von Bewuchsorganismen zu verhindern, ohne das betreffende Biotop zu schädigen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gemäß dem einzigen Anspruch gelöst. Die zu schützende Oberfläche wird mit einem freie ionische Gruppen aufweisenden Anstrichfilm beschichtet. Durch Anlegen einer Spannung an diesen Anstrich kommt es je nach Polarität und Höhe der Spannung in einer mikroskopisch dünnen, die Oberfläche umgebenden Wasserschicht zur Bildung stark saurer bzw. basischer pH-Werte. Der bewuchsverhindernde Effekt ergibt sich neben den abweichenden pH-Werten aus einer in unregelmäßigen zeitlichen Abständen erfolgenden Umpolarisierung, die wiederum einen ständigen Wechsel der pH-Verhältnisse im unmittelbaren Oberflächenbereich nach sich zieht. Abgesehen davon, daß extreme pH-Werte für biologische Objekte im Freiland generell lebensfeindlich sind - speziell für Bewuchsalgen und Bakterien wurde ein stark hemmender Einfluß nachgewiesen - wird ein Unterlaufen der Strategie durch Spezialisten über die ständige Änderung des pH-Wertes in unterschiedlichen, nicht zu langen Intervallen verhindert.

Als mögliche Anwendungsgebiete sind alle Bereiche der Schiffahrt, der off-shore Technik, der Energiewirtschaft (Kühlwasserproblematik) sowie des See- und Hafenbaus aber auch alle Bereiche, die auf eine kontinuierliche, langfristige Meßwerterfassung im aquatischen Bereich angewiesen sind, zu nennen.

Das Wesen der Erfindung soll an folgendem Ausführungsbeispiel erläutert werden:
Die Beschichtung der zu schützenden Oberfläche mit einem Gemisch aus Sulfopropyl-sepharyl-dextran und Latex (das in diesem Fall als Bindemittel dient) führt bei Anlegen einer elektrischen Spannung an die Beschichtung durch Ausrichtung der ionischen Gruppen im Film zur Ausbildung definierter pH-Verhältnisse in einer mikroskopisch dünnen Schicht an der Oberfläche, sofern sich diese im Wasser befindet.
Ein elektronischer Taktgeber mit Zufallsgenerator polt das Potential in unregelmäßigen Zeitabständen (< 20 min, < 1 h) um, wodurch jeweils die entgegengesetzte Oberflächenladung entsteht und sich in einem Fall H⁺, im anderen OH⁻- Ionen an der Oberfläche konzentrieren.
Statt des verwendeten Sulfopropyl-sepharyl-dextrans kann auch jede beliebige andere Substanz verwendet werden, die je nach gewünschtem pH-Bereich unterschiedlich starke An- bzw. Kationen­ gruppen frei aufweist.
Organismen, die als Spezialisten extrem hohe bzw. sehr niedrige pH-Werte tolerieren können und denen es jeweils in einer Phase gelungen ist sich festzusetzen, können das andere Extrem nicht tolerieren und sterben ab, wodurch eine dauerhafte Anheftung von Bewuchsorganismen verhindert wird.

Claims (1)

1. Verfahren zur Verhinderung von Bewuchs an untergetauchten Oberflächen, wobei die zu schützende Oberfläche mit einer Schicht, die an Makromoleküle gebundene freie an- oder kationische Gruppen enthält, beschichtet wird, an diesen Anstrichfilm eine Gleichspannung variabler Stärke angelegt wird, deren Polarität ein elektronischer Taktgeber mit Zufallsgenerator in unregelmäßigen Abständen wechselt und abhängig von der eingestellten Polarität die zugehörigen Ionen an der Oberfläche sammelt und eine dünne Wasserschicht über dem Anstrich mit extremen pH-Werten bildet.