Come funzionano i sistemi di acqua di zavorra

Un sistema di acqua di zavorra è essenziale per il funzionamento sicuro di una nave, ma il funzionamento di questi sistemi provoca minacce significative per l'ambiente e l'economia locale.

Che cos'è un sistema di acqua di zavorra?

Un sistema di acqua di zavorra consente a una nave di pompare acqua in entrata e in uscita da serbatoi molto grandi per compensare un cambiamento nel carico del carico, condizioni di pescaggio superficiale o condizioni meteorologiche.

• La capacità dei serbatoi di acqua di zavorra potrebbe essere di milioni di litri su una grande nave. Ciò consente alle navi di trasportare un carico leggero o pesante mantenendo le condizioni di galleggiamento e maneggevolezza ideali in tutte le situazioni.
• Una nave potrebbe scaricare tutti i serbatoi di acqua di zavorra per passare in un'area poco profonda o in avanti solo per sollevare la prua in mare aperto agitato.
• I componenti fisici del sistema includono; prese di acqua non depurata, filtri grandi e piccoli, pompe, tubi di distribuzione, serbatoi dell'acqua di zavorra, sistema di trattamento, sistema di scarico e tutte le valvole, i sensori e i controlli per far funzionare l'apparecchiatura.

Specie invasive in acqua di zavorra

Le specie invasive rappresentano una minaccia significativa per gli ecosistemi e le economie delle aree colpite. I ricercatori ritengono che circa un terzo di tutte le piante e gli animali invasivi documentati siano in grado di viaggiare nei serbatoi d'acqua di zavorra delle navi.

• Le cozze zebra furono introdotte nel lago di Saint Clair nel 1988 quando una nave svuotò l'acqua di zavorra nel sistema dei Grandi Laghi. I Grandi Laghi detengono quasi il venti percento delle acque dolci superficiali della terra in un sistema di spartiacque. Le cozze non autoctone hanno eliminato le varietà autoctone un tempo utilizzate dall'industria e hanno causato danni per circa 7 miliardi di dollari (USA) incrostando o ostruendo le attrezzature subacquee essenziali per le attività industriali e ricreative.
• Sea Lamprey e Spiny Water Fleas sono organismi che si nutrono di pesci ospiti o competono con pesci giovani per il cibo. Molte specie di pesci colpite da queste specie invasive hanno un valore commerciale o sportivo significativo. Questi animali e altri possono vivere in acqua dolce o salata e possono diffondersi nelle vie navigabili interne da porti e porti salini.
• Le piante possono anche percorrere lunghe distanze in acque di zavorra. Il Millefoglie euroasiatico è una pianta di superficie che può ostruire le attrezzature e scoraggiare la ricreazione dove forma tappeti spessi. Il Millefoglie euroasiatico fu introdotto negli Stati Uniti negli anni '40. Poiché la pianta può produrre grandi colonie da un solo piccolo frammento, è probabile che sia stata introdotta nell'acqua di zavorra di una nave.

Risoluzione dei problemi relativi all'acqua di zavorra

Per anni dilettanti e ricercatori professionisti hanno sperimentato una vasta gamma di armi per combattere specie invasive nell'acqua di zavorra di una nave. La maggior parte delle difficoltà è dovuta al fatto che enormi volumi di acqua devono essere trattati in un periodo di tempo ragionevolmente breve. Molti sistemi terrestri per il trattamento delle forniture pubbliche richiedono molte ore o giorni per far passare l'acqua attraverso i loro sistemi di trattamento.

Una nave, d'altra parte, deve essere in grado di scaricare l'acqua di zavorra con la stessa velocità con cui viene caricata la merce. In situazioni di emergenza, i serbatoi di zavorra devono svuotarsi il più rapidamente possibile. Un passaggio rapido attraverso la maggior parte dei sistemi di trattamento delle acque di zavorra non è sufficiente per uccidere tutti gli organismi che potrebbero essere presenti.

Soluzioni e carenze per il trattamento delle acque di zavorra

• Nessuna regola di scarico o di zavorra: Le leggi internazionali, nazionali e locali regolano lo scarico dell'acqua di zavorra. Alcune aree richiedono la chiusura di serbatoi di zavorra mentre altre consentono lo scambio di zavorra. Lo scambio di zavorra consente di riempire i serbatoi con acque locali. Potrebbe essere necessario svuotare i serbatoi di zavorra sigillati in una situazione di emergenza e lo scambio è ostacolato dal fatto che le acque straniere devono essere scaricate nelle immediate vicinanze dell'area sensibile affinché le navi possano operare in sicurezza.
• Filtri meccanici: I filtri che sono abbastanza fini per rimuovere rapidamente i piccoli piccoli acerbi e le uova delle specie invasive si intasano rapidamente e richiedono una manutenzione costante.
• Trattamenti termali: L'idea è di riscaldare l'acqua di zavorra per uccidere eventuali organismi indesiderati. Sfortunatamente il riscaldamento di un volume così grande di acqua è poco pratico a causa dei limiti di tempo e di energia.
• Altri trattamenti energetici: Le radiazioni ultraviolette, soniche e di altro tipo sono state tutte provate ma hanno problemi simili a quelli di un trattamento termico; limiti di tempo ed energia.
• Trattamenti chimici: Uno dei primi e più pericolosi di tutti i metodi utilizzati per controllare le specie invasive nell'acqua di zavorra. La candeggina al cloro e altri prodotti chimici tossici uccideranno gli organismi esistenti ma il rilascio di questi prodotti chimici sulla scala necessaria per trattare ogni nave raggiungerebbe livelli tossici per tutta la vita acquatica vicino ai punti di scarico.

Il futuro del trattamento delle acque di zavorra

I ricercatori stanno perseguendo questo obiettivo difficile e finanziariamente redditizio presso le istituzioni di tutto il mondo. Nel 2011, un team ha annunciato il successo del test su piccola scala di un sistema di trattamento della zavorra in due fasi che elimina gli organismi indesiderati e produce bicarbonato di sodio come sottoprodotto.

Il sistema sta subendo test a grandezza naturale nei Grandi Laghi. Il test per un sistema scalabile dovrebbe funzionare bene. Non è chiaro come le agenzie di regolamentazione di tutto il mondo risponderanno al potenziale scarico di quantità industriali di bicarbonato di sodio nelle loro acque. Il bicarbonato di sodio è una sostanza chimica comune e sicura in piccole quantità, ma è necessario condurre studi per garantire che questo metodo sia sicuro per un uso a lungo termine.