أثر الحفر الأحيائي البحري على المعدات الهيدروغرافية وإجراءات المعايرة

فهم الحفريات البيولوجية البحرية

إنّ التّخدير الأحيائي البحريّ يشير إلى التكديس غير المرغوب فيه لل الكائنات المجهرية والنباتات والطحالب والحيوانات على السطح المغمور، وتبدأ هذه العملية الطبيعية على الفور تقريباً عندما يتمّ وضع سطح نظيف في مياه البحر، وفي غضون دقائق، يمكن أن يُعدّ فيلماً مُكيّفاً لأشكال الجزيئات العضوية، يليه ببطولة البكتيريا والديفول.

How Biofouling Affects Hydrographic Equipment

وتتأثر المعدات الهيدروغرافية التي يتم نشرها في البحوث الأوقيانوغرافية، وسلامة الملاحة، ورسم الخرائط في قاع البحار بشكل خاص بالحفرة الأحيائية، وتتأثر هذه الآثار بتعدد الأوجه ويمكن أن تتدهور إلى حد كبير نوعية البيانات، وتزيد من التكاليف التشغيلية، وتقصر عمر الأجهزة.

تدهور درجة الاستشعار والاجراءات

وتعتمد أجهزة الاستشعار الهيدروغرافية العائمة على المبادئ البصرية أو الصوتية أو الكيميائية، وتُحدث طبقات التلقين الحيوي نوافذ بصرية معيقة، وتخفض انتقال النور في أجهزة الاستشعار الاضطرابات، وفلوريد كلورفيل، وتُبطل الأكسجين.

زيادة مسائل التنقية والتعامل

ويضيف التقويض الأحيائي وزنا كبيرا وصعوبة سطحية إلى الأدوات والشعارات والملامح، مما يزيد من سرعة السحب الهيدرودينامية، مما يتطلب مجموعة أكبر من الطوافات أو أكثر قوة، كما أن التعبئة من أجل المركبات المستقلة تحت الماء والجنهار يمكن أن تقلل السرعة والتحمل وكفاءة البعثة، بالإضافة إلى أن المعدات المزروعة أكثر صعوبة في التعامل معها أثناء الانتشار والانتعاش، وزيادة مخاطر السلامة الإضافية، والضرر المحتمل.

التداخل بين الإشارات وفساد البيانات

ويمكن أن يتداخل التطهير الأحيائي مع كل من الإشارات الصوتية والكهربية، وتخفف الرش من الموجات الصوتية، وتخفض النطاق الفعال للسونار والوسائل الصوتية، وتؤثر على الأدوات التي تستخدم الاتصالات البصرية تحت الماء (مثلاً، لي - في)، وتضع قيوداً شديدة على معدلات البيانات.

نتائج إجراءات المعايرة

فالمعايير هو عملية إقامة علاقة بين ناتج أجهزة الاستشعار والمعايير المعروفة، فالتحوط البيولوجي يقوض هذه العلاقة من خلال إدخال متغيرات معتمدة على الزمن وغير خاضعة للمراقبة، ويتطلب العيار السليم أن تحتفظ أجهزة الاستشعار بخصائص مستقرة في جميع أنحاء الانتشار، ولكن الإكراه يسبب تغييرا مستمرا.

الاستجابة المضادة للمرضى والمنحرفين

وجهاز الاستشعار النظيف له وظيفة استجابة محددة، فمع تراكم التعبئة الأحيائية، فإنه يخلق فعلياً حمراء أو طلاءاً يُحدِّد حساسية المجس ويقابله ويستمر الوقت، فعلى سبيل المثال، فإن التفاؤل بالأكسجين الذي يحتوي على رنين استشعار مغطى بالمرشحات الحيوية سيكون له وقت أبطأ للرد وقراءة أقل (عن طريق الارتعاش الحقيقي في المبرد الأحيائي).

زيادة تواتر إعادة المعايرة والصيانة

وللإبقاء على جودة البيانات، كثيرا ما تتطلب الأدوات تنظيف أو استرجاع منتصف الانتشار لإعادة التأهيل، وبالنسبة للمنابر الثابتة أو للصيد الطويل الأجل، فإن ذلك أمر ينطوي على تحديات باهظة التكلفة وسوقية، وقد يتطلب الأمر تخصيص وقت للسفن البحثية أو عمليات مختلفة، وفي حالة الأدوات المستقلة (مثلا، عوامة أرغو)، فإن التبرير الأحيائي سبب رئيسي لإنهاء البعثات في وقت مبكر.

عدم اتساق البيانات وضمان الجودة

(أ) إن أفضل الممارسات الإحصائية التي تُنشر في نظام الرصد البيولوجي هي أفضل الممارسات الإحصائية التي يجب أن تُستخدم في نظام التحقق من الجودة، والتي تتطلب في كثير من الأحيان نماذج تصحيحية بعد النشر تستند إلى مقارنة مع الصكوك المرجعية النظيفة، وهذه التصويبات غير مؤكدة في جوهرها ويمكن أن تُحدث أخطاء إضافية.

استراتيجيات التخفيف والوقاية

وتستخدم مجموعة من الاستراتيجيات للحد من التعبئة الأحيائية على المعدات الهيدروغرافية، ويعتمد الاختيار على نوع الأدوات ومدة النشر والظروف البيئية والقيود المفروضة على التكاليف، وتجمع خطة فعالة للتخفيف من حدة الآثار بين عدة نُهج.

التكويجات المضادة للدبابات

وهذه هي الطريقة الأكثر شيوعاً، إذ أن الطلاءات التقليدية القائمة على النحاس تُطلق الأورام الديموائية التي تردع الاستيطان، ولكنها أقل فعالية على السطح غير المعدني ويمكن أن تسبب التآكل المغنطيسي عند تطبيقه على أدوات الألمنيوم أو التيتانيوم، كما أن الطلاءات ذاتية الصبغة السائلة التي تُعدُّ طبقة ضوئية منخفضة التردد تمنع الارتطام القوي؛ ويسهل إزالة السمع الضوئي من خلال تدفق المياه().

مسح ميكانيكي وتنظيف

وهناك أدوات كثيرة تتضمن الآن ممسحات أو فرشات متكاملة تنظف بصورة دورية أسطح أجهزة الاستشعار النظيف، وعلى سبيل المثال، توجد لدى أجهزة الاستشعار التي تعمل بالسيارات في منطقة البحر، وأجهزة التلقيم الرئوي للأشعة السيبرانية، وآليات للممسحات الاختيارية، وتحتاج هذه النظم إلى طاقة إضافية وأجزاء متحركة يمكن أن تفشل، ولكنها تطيل مدة الانتشار بشكل كبير، أما بالنسبة للمعدات الكبيرة، فإن أجهزة الغطس أو ROV يمكن أن تقوم بتنظيف يدوي باستخدام كدمات اللينة والمذيبات السائل.

التحسينات في التصميم واختيار المواد

ويقلل الشكلان المبسطان من فرص الضبط العضوي، إذ إن أجهزة الاستشعار المتطايرة وراء لوحات مجهزة بالفلور أو باستخدام أقفاص وقائية ذات فتحات كبيرة يمكن أن تساعد، كما أن استخدام مواد مقاومة للضغط الأحيائي مثل سبائك النحاس مثل سبائك النحاس (مثلاً، أكبدة الدومنيكل البلاستيكية، أو التيتانيوم، وبعض الخلايا السائلة البلاستيكية الواعدة).

نظم إدارة الحراجة الحيوية النشطة

وتشمل التكنولوجيات الناشئة مضادات القاذورات فوق الصوتية (استعمال تواتر مرتفع في منع الاستيطان)، وإشعال الضوء فوق البنفسجي على نوافذ الاستشعار، والتكلور الكهروليتي (إنتاج تركيز منخفض من الكلور بالقرب من السطح)، وكثيرا ما تكون هذه النظم أكثر تعقيداً وتكلفة ولكنها يمكن أن توفر حماية مستمرة دون تسرب كيميائي.

الأثر الاقتصادي والتشغيلي للحفرة الأحيائية

وبالإضافة إلى ذلك، فإن التأثير الأحيائي له آثار اقتصادية كبيرة، ففي حالة وجود سفينة نموذجية للمسح الهيدروغرافي، يمكن أن يؤدي التحفيز الأحيائي على الأسونار المجهزة بالهواء إلى زيادة استهلاك الوقود بنسبة 5-10 في المائة، بالإضافة إلى الوقت الضائع لإجراء الدراسة الاستقصائية للتنظيف، وفي برامج الرصد الطويلة الأجل (مثلاً، ]] محطات التوليد البحري المحتملة [FLfoulT:1]، إلى جانب التكاليف الإضافية السابقة.