Kavitasyon yöntemi ile karina temizliği ve etkileri

Evrenin sahip olduğu fosil yakıt kaynaklarının azalması sonucunda yakıt fiyatlarında hızlı bir yükseliş görülmektedir. Buda deniz yolu taşımacılığı yapanların en büyük sorunlarından biri olmuştur. Artan yakıt fiyatları karşısında tüketimde azalmaya gitmek yani birim yol başına yakıt tüketimini düşürmek konu ile ilgilenen araştırmacıların temel hedefi olmuştur. Birim yol başına yakıt tüketimini düşürmek bir diğer ifade ile gemi sevk verimini artırmak, gemi direncini azaltmak ile mümkündür. Direnç, doğrudan gemi performansı ve yakıt tüketimini etkilediğinden, gemiler için çok önemli bir olgudur. Direncin fazla olması, bir geminin aynı yolu alması için daha fazla yakıt harcaması anlamına gelmektedir. Bu da verimliliği düşürmekte ve emisyonları artırmaktadır. Dolayısıyla, gemi direncini azaltma konusu gemi mühendisleri ve gemi sahipleri için çözülmesi gereken bir sorun olarak önemini korumaktadır. Özellikle son yıllarda uluslararası kuruluşlar tarafından çevre korunması ile ilgili getirilen kısıtlar, yakıt tüketimini bir başka deyişle, gemi direncini azaltma konusunu daha da önemli bir hale getirmektedir. Tekne yüzey pürüzlülüğünün geminin performansı üzerinde negatif bir etki yarattığı ilk denizcilik faaliyetlerinden beri bilinen bir gerçektir. Tekne yüzeyi pürüzlendikçe, geminin toplam direnci artmaktadır. Gemi direnci temel olarak sürtünme direnci ve artık direnç olarak ikiye ayrılabilir. Özellikle normal ve düşük hızlarda seyreden ticaret gemileri için sürtünme direnci değerleri yaklaşık olarak toplam direncin %60-90'ı kadardır. Dolayısıyla sürtünme direncinin azaltılması, dünya üzerindeki deniz taşımacılığının kapasitesi düşünüldüğünde çok önemli bir konudur. Sürtünme direncinin azaltılması için uygulanabilecek en etkin yol, tekne yüzey özelliklerinin iyileştirilmesi çalışmalarıdır. Yüzeyin iyileştirilmesi, tekne yüzeyinde pürüzlülüğe yol açan fiziksel ve biyolojik pürüzlülük etkilerinin azaltılması anlamına gelmektedir. Fiziksel pürüzlülük özellikle geminin inşaası aşamasında alınacak tedbirlerle kolayca önlenebilmektedir. Fakat fouling'in, bir başka deyişle yüzey kirliliğinin, önlenmesi veya azaltılması bu kadar kolay değildir. Çünkü fouling gemi denizdeyken oluşur ve birçok etmene bağlıdır. Geminin denizde geçirdiği gün sayısı arttıkça fouling miktarı da artmakta ve böylece yüzey özellikleri bozulan geminin direnç değerleri çarpıcı biçimde artmaktadır. Fouling'in önlenmesi veya azaltılması için kullanılan en etkili yöntem antifouling boyalardır. Bu boyalar çok çeşitli olup, salgıladıkları biyositlerle ve yüzey özellikleri sayesinde deniz canlılarının gemi yüzeyine yapışıp büyümesini engellemekte veya azaltmaktadır. Ancak antifouling boyaların tam anlamıyla çalışması için gemilerin sürekli seyir yapması gerekmektedir. Duran cisimde antifouling boyalar işlevini yerine getiremez. Geminin limanda beklemesi ve demir atması durumunda deniz canlıları yüzey üzerine yapışmaya ve yer edinmeye baslar. Bu sebeple uzun sure liman yapmış gemilerde sürekli seyir yapan gemilere göre çok daha fazla kirlilik görülür. Bu kirliliği her gemi için dizayn esnasında belirlenmiş yıllara göre havuzlanır, karina temizliği yapılır ancak gemiyi havuzlamak çok masraflı bir işlemdir. Havuzlanma periyoduna kadar ise direnci günbegün artmakta buda daha fazla yakıt tüketimi anlamına gelmektedir. Bu sebeple bilim adamları tekne sudayken temizle yöntemleri üzerine çalışmalar yapmaktadırlar İkinci bölümde genel gemi direnci teorisine değinilmiş, gemi direnci bileşenlerinden konu ile ilgili olan sürtünme direnci üzerinde durulmuş ve gemi sürtünme direnci ile ilgili yapılan çalışmalardan bahsedilmiştir. Ayrıca gemi direnci tahmin yöntemleri tanıtılmıştır Üçüncü bolümde tekne ve pervane yüzey pürüzlülüğünün nasıl oluştuğu, pürüzlülük rejimleri anlatılmıştır. Biyofilm ve biyofoulingin nasıl oluştuğu, süreçleri, foulingin etkileri ve kirlilik oranlarından bahsedilmiştir. Dördüncü bolümde karina temizleme yöntemleri olan, kavitasyon ile karina temizliği, fırça ile karina temizliğinden bahsedilmiştir. İki yöntem arasındaki farklara değinilmiştir. Kavitasyon ile temizleme yönteminde kullanılan sistemin çalışma prensibi anlatılmıştır. Örnek gemilerde uygulanan temizlik yöntemlerinin dirence etkileri grafikler ile gösterilmiştir. Uygulama bölümünde literatürde daha önce yapılmış karina temizlik öncesi sonrası durumlar verilmiştir. Hızlı bir tekne de yaptığımız test sonuçları verilmiştir. Test sonucuna göre elde edilen kazanç oranına göre maliyet analizi yapılmış ve Türk bayraklı gemilere uygulanması sonucunda ülke ekonomisine sağlayacağı kazanç verilmiştir. Son bölümde ise bu tez kapsamında elde edilen genel sonuçlardan bahsedilmiş, genel bir değerlendirme yapılmış ve ileride yapılması gereken çalışmalarla ilgili önerilerde bulunulmuştur.