7 phút đọc
Khi quan sát các tàu thủy di chuyển trên đại dương, chúng ta dễ dàng nhận thấy phần thân trên của chúng được sơn đủ loại màu sắc đa dạng, từ xanh dương, xanh lá cây cho đến màu xám. Tuy nhiên, phần đáy tàu – khu vực luôn ngập dưới nước – lại hầu như luôn được phủ một màu đỏ đặc trưng. Đây không phải là sự lựa chọn ngẫu nhiên mang tính thẩm mỹ, mà là kết quả của một giải pháp công nghệ quan trọng trong ngành hàng hải nhằm giải quyết bài toán vận hành và bảo vệ môi trường.
Giải mã công nghệ chống bám bẩn từ oxit đồng
Phần đáy tàu thủy là nơi thường xuyên tiếp xúc trực tiếp và ngâm sâu dưới nước biển. Điều này tạo điều kiện cho hiện tượng bám bẩn sinh học (biofouling) diễn ra mạnh mẽ. Đây là hiện tượng các vi sinh vật, tảo, cùng các loài động thực vật nhỏ như hà biển, giun và rong biển tích tụ, phát triển ngoài ý muốn trên bề mặt vỏ tàu.
Nếu không có biện pháp ngăn chặn, sự bám mảng của sinh vật biển sẽ gây ra những hậu quả nghiêm trọng về mặt kỹ thuật:
- Gây hư hại đáng kể cấu trúc vỏ tàu và làm tăng trọng lượng của phương tiện.
- Tạo ra lực cản ma sát lớn dưới nước, khiến tàu di chuyển chậm hơn.
- Bắt buộc hệ thống động cơ phải hoạt động quá tải để duy trì tốc độ, dẫn đến mài mòn máy móc nhanh hơn và tiêu hao nhiều nhiên liệu hơn.
Để giải quyết vấn đề này, các nhà sản xuất sử dụng một loại sơn chống bám bẩn chuyên dụng cho phần đáy tàu. Thành phần chủ yếu trong loại sơn này chứa hợp chất oxit đồng – hoạt chất có vai trò như một hóa chất ngăn chặn và tiêu diệt các sinh vật biển gây hại bám vào thân tàu. Chính oxit đồng đã tạo nên màu đỏ đặc trưng cho lớp sơn dưới đáy tàu, giúp phương tiện có thể đạt được tốc độ di chuyển tối ưu nhất.
Thiệt hại kinh tế từ sinh vật biển và lịch sử phát triển công nghệ vỏ tàu
Hiện tượng bám bẩn sinh học không chỉ là nỗi lo của các thủy thủ mà còn là một bài toán kinh tế vô cùng tốn kém. Theo ước tính từ các nhà nghiên cứu được trang Grunge dẫn lại, lực cản ma sát gia tăng do sinh vật bám vào thân tàu khiến Hải quân Mỹ phải tiêu tốn thêm từ 180 đến 260 triệu USD mỗi năm chỉ riêng cho chi phí nhiên liệu phát sinh. Bên cạnh đó, chi phí đưa tàu vào cảng neo đậu để làm sạch định kỳ cũng là một gánh nặng tài chính lớn.
Không chỉ gây thiệt hại về kinh tế, hiện tượng này còn đe dọa đến hệ sinh thái toàn cầu khi vô tình vận chuyển các loài sinh vật xâm hại đi qua những quãng đường dài trên đại dương, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường bản địa.
Ý thức được tầm quan trọng của việc bảo vệ đáy thuyền, con người đã tìm kiếm giải pháp từ hàng ngàn năm trước:
- Thời La Mã cổ đại: Người xưa đã nhận ra việc bọc chì dưới đáy thuyền giúp giảm bớt sự phát triển của các sinh vật bám ký sinh.
- Thế kỷ 18: Người Anh cải tiến phương pháp bằng cách sử dụng các tấm bọc bằng đồng.
- Thời kỳ tàu thép ra đời: Khi thép trở thành vật liệu đóng tàu chủ đạo, sự tiếp xúc trực tiếp giữa đồng và thép lại khiến thân tàu bị ăn mòn nhanh hơn dưới tác động của dòng điện hóa. Điều này buộc các nhà nghiên cứu phải phát triển một phương pháp bảo vệ hiệu quả và an toàn hơn.
- Năm 1863: Bước ngoặt công nghệ diễn ra khi hai thương nhân người Mỹ là James Tarr và Daniel Wonson nộp bằng sáng chế cho một loại sơn có chứa thành phần đồng. Phát minh này đã mở đường cho các dòng sản phẩm chống hà, giun và rong biển hiệu quả cao sau này.
Kể từ đó, loại sơn chứa đồng này trở thành một phần công nghệ không thể thiếu trong ngành hàng hải, được áp dụng rộng rãi từ các tàu hải quân tốc độ cao, tàu du lịch sang trọng, tàu đánh cá cho đến các loại thuyền cá nhân nhỏ hơn.
Tàu container Berlin Express của nhà vận hành Hapag-Lloyd ở Đức sở hữu phần đáy sơn màu đỏ đặc trưng dưới nước. Ảnh: Hapag-Lloyd
Hỗ trợ nhận diện trực quan và kiểm soát an toàn hàng hải
Bên cạnh chức năng hóa học bảo vệ vỏ tàu, màu sơn đỏ rực rỡ dưới đáy tàu còn mang lại những lợi ích kỹ thuật quan trọng trong quá trình vận hành tại cảng và trên biển. Theo CPG, màu đỏ là màu sắc cực kỳ nổi bật khi ở dưới nước, giúp các kỹ thuật viên và thủy thủ dễ dàng quan sát và phát hiện mớn nước của tàu.
Mớn nước là phần thân tàu bị chìm xuống dưới mặt nước do tác động từ trọng lượng của hàng hóa đang chở. Thông qua việc quan sát ranh giới của màu sơn đỏ, người vận hành có thể nhanh chóng đánh giá tình trạng tải trọng hiện tại của tàu. Đây là thông tin cực kỳ quan trọng giúp kiểm soát độ cân bằng và đảm bảo an toàn tuyệt đối cho hành trình. Ngoài ra, trong các hoạt động bốc dỡ và điều phối tại cảng, màu đỏ giúp hỗ trợ nhận diện trực quan nhanh chóng các khu vực trọng yếu dưới thân tàu.
Những cải tiến công nghệ mới trong tương lai
Ngành công nghiệp hóa chất và đóng tàu vẫn không ngừng cải tiến các giải pháp bảo vệ vỏ tàu. Trong những năm gần đây, nhiều loại sơn chống bám bẩn mới với các thành phần hóa học cải tiến đã được nghiên cứu và đưa vào sử dụng.
Đặc biệt, xu hướng phát triển công nghệ chống bám bẩn không dùng sơn cũng đang mở ra một hướng đi mới. Ví dụ như việc tạo ra các bề mặt thân tàu có kết cấu đặc biệt khiến các sinh vật biển cực kỳ khó bám vào mà không cần đến hóa chất tiêu diệt. Một số giải pháp thay thế này mang lại các màu sắc khác biệt cho phần đáy tàu như màu xanh dương hoặc màu xám.
Mặc dù công nghệ mới mang lại nhiều sự lựa chọn về màu sắc, màu đỏ truyền thống từ hợp chất oxit đồng vẫn tiếp tục chiếm ưu thế áp đảo và được sử dụng rộng rãi trên phần lớn đội tàu thương mại toàn cầu hiện nay. Liệu các giải pháp công nghệ không dùng sơn hay các hợp chất hóa học thế hệ mới có thể thay thế hoàn toàn vị thế của màu sơn đỏ oxit đồng truyền thống trong tương lai hay không vẫn là một câu hỏi cần thời gian trả lời khi các đội tàu tối ưu hóa chi phí vận hành thực tế.
Nguồn tham khảo: Xem bài gốc
