Prosjektnummer
902010
Utvikling av miljøvennlige materialer i line/autolinefiske
I dag brukes det primært polyester (PES) og nylon (PA), som begge er petroleumsbaserte polymerer, i fiske med langline. Lineryggen lages som oftest av spunnet PES for både kyst- og havfiskeflåten. I noen tilfeller, som f.eks. i fløytlinefisket etter hyse og pålesatt line etter torsk, er lineryggen laget av monofilament PA (“gutline”). Som forsyn er det vanlig i autolineflåten å bruke to-kordelt tvinnet multifilament PES (80 %) og PA (20%). I kystlineflåten benyttes det både multifilament PES og PA, samt monofilament PA. I det tradisjonelle kystlinefisket settes lina ut av linestamper, 300–415 krok i hver stamp. Linelengder (á 540 m standard) knytes sammen under setting og splittes under draging og kveiles tilbake i stamp ved hjelp av en linekveiler. I det mekaniserte linefisket (autoline) er linelengden på 1200–1400 m, med 1000–1100 krok i hvert magasin. Nyere fartøy har opptil 65–75 linemagasiner tilgjengelige. Under setting av langline kobles (“bendsles”) enhetene sammen med snøre (tråd) av PES eller PA. Disse bendslene av 4-5 mm tråd åpnes eller kappes av under haling, og for hvert døgn vil forbruket pr autolinefartøy (med 60 magasiner) være opp mot 50–100 m, noe som tilsvarer opp mot 100 kg syntetisk tråd per år. Lineryggen (av PES eller PA) har relativt lang levetid, og skiftes f.eks. i autolinefisket etter ca. 1–2 år. Det største forbruket av materiell er forsyn med mye slitasje, som er avslitt eller må byttes pga. ødelagt krok når linene skal egnes på nytt. Forsyn leveres fra fabrikant som én enhet med montert krok, og dersom det oppdages skade på krok og/eller forsyn under haling, skiftes denne enheten. Det anslås at det årlige forbruket av forsyn (3 mm PA/PES med ca. 45 cm lengde) ligger opp mot et antall på 500.000 pr autolinefartøy og 300.000 for et helårsdrevet kystfartøy.
Et effektivt kystlinefartøy opererer med 30–65 stamper line (15–35 km total lengde) per sjøvær, til sammen 12.000–26.000 krok og total lengde på forsyn 6–13 km. Handegnet line fra stamp opereres normalt med 3 sjøvær per uke, noe som betyr at det settes fra 36.000 til over 77.000 krok per fartøy hver uke i drift, og en totallengde på forsyn på 18–39 km. Tap av krok og forsyn i kystlinefisket varierer, men feltforsøk tilsier at minst ca. 5–6 % av forsyn skiftes etter hvert sjøvær (Cerbule et al., 2022).
Et autolinefartøy setter og haler 40.000–65.000 krok per døgn, noe som tilsvarer en linelengde på 55–90 km. Mengden forsyn per setting/haling tilsvarer 18–29 km. I løpet av en tur på 6 uker vil mengden forsyn tilsvare opp mot 1300 km. De aller fleste fartøy i denne kategorien skifter samtlige (40.000–65.000) forsyn flere ganger i løpet av et driftsår. I tillegg forbrukes det store mengder av bendslingstråd, som er engangsbruk. Et autolinefartøy som setter 60 magasiner line hver dag anvender minst 60 m bendslingstråd, som ofte pga. tidspress må kappes under haling når lina skal inn på magasiner. I løpet av en 6 ukers tur kan det tilsvare et forbruk på godt over 2 km.
Det finnes flere produsenter av miljøvennlige bionedbrybare materialer som f.eks. LG Chem (Sør-Korea), Senbis (Nederland), BASF (Tyskland), Gaia biomaterials (Sverige), Ankor Bioplastics (Sør-Korea) og Catchgreen (Sør-Afrika). Produsent Khon Kaen i Thailand har også levert materialer til SINTEF Ocean og en av deres salgspartnere VSK AS på Vannøya har sagt seg villig til å se på muligheten til å levere produkter til dette prosjektet. Det er noen bionedbrytbare produkter tilgjengelige på markedet, men få produsenter som anvender disse materialene i fiskeredskaper. Av fabrikanter som leverer til den norske lineflåten har Mustad Autoline AS for eksempel, gjennom sitt samarbeid med Fiskevegn, mulighet for å produsere lineforsyn på sin fabrikk i Latvia. Gjennom sin partner Chengzhuo Environmental Protection Technology i Kina kan Mørenot Fishery AS produsere forsyn av multifilament tråd. Utfordringen med de nye materialene er å finne produkter som har kvaliteter med hensyn til styrke, slitasjemotstand etc., som er sammenlignbare med det som flåten bruker i dag (Deroiné et al., 2019; Su, Føre & Grimaldo, 2019; Krauklis et al., 2022). Begrenset vilje til å ta i bruk de nye materialene er til dels begrunnet i pris (Do & Armstrong, 2023). Mangel på dokumentasjon av bruksegenskapene og på produktenes kvalitet synes likevel å veie tyngre. En nylig undersøkelse viser at fiskerne er tilbakeholdne med å ta de nye materialene i bruk bl.a. på grunn av de tekniske kvalitetene og redusert fangsteffektivitet (Drakeford, Forse & Failler, 2023). Det er derfor svært viktig at grundig dokumentasjon må foreligge dersom industrien skal ta disse nye materialene i bruk.
Hovedmål
Å utvikle, teste og modifisere alternative materialer til forsyn i konvensjonelt kystfiske (stampline) og autolinefiske.
Delmål
• Å tvikle slitesterke forsyn av bionedbrytbar polyester.
• Å teste og modifisere biopolyester forsyn til å ha tilsvarende gode mekaniske egenskaper som standard PES eller PA forsyn.
• Å teste forsyn i kommersielt linefiske, både om bord på autoline- og konvensjonelle kystlinefartøy.
• Å teste snøre/tråd av bionedbrytbare mateialer for å koble sammen linelengder (autoline).
• Å utarbeide presentasjonsmateriell fra prosjektet til bruk i formidling mot fiskeflåten.
• Å teste og modifisere biopolyester forsyn til å ha tilsvarende gode mekaniske egenskaper som standard PES eller PA forsyn.
• Å teste forsyn i kommersielt linefiske, både om bord på autoline- og konvensjonelle kystlinefartøy.
• Å teste snøre/tråd av bionedbrytbare mateialer for å koble sammen linelengder (autoline).
• Å utarbeide presentasjonsmateriell fra prosjektet til bruk i formidling mot fiskeflåten.
Introduksjon av nye miljøvennlige materialer i fiskeri vil ta tid og må trolig foregå trinnvis. Når det gjelder forsyn til tradisjonell (hand-egnet) og mekanisert linedrift (autoline) så er målsettingen at dette prosjektet kommer fram til produkter som kan tilbys fiskerne i løpet av prosjektperioden. I første fase må det skaffes praktisk erfaring med de nye materialene vedrørende fangsteffektivitet, handtering og lagring over tid. Når flere linefiskere går over til bruk av bionedbrytbare forsyn vil dette gi linefisket et forbedret miljøavtrykk. Tilpasningen kan på denne måten bidra til å skaffe en større merpris på krokfanget fisk.
Prosjektet gjennomføres i tett samarbeid mellom UiT Norges arktiske universitet (UiT), SINTEF Ocean AS, SINTEF Industri, og rederiene Loran AS, Østkapp AS og Vardøyfisk AS. Prosjektet vil utnytte synergier med det pågående senter for forskningsdrevet innovasjon (SFI) Dsolve, der SINTEF Ocean og UiT er partnere.
Prosjektet deles i 4 faser: I fase 1 defineres det en kravspesifikasjon til forsyn. I fase 2 produseres bionedbrybare forsyn. I fase 3 testes nye forsyn og forbrukstau i laboratorium og i felt om bord på de valgte fiskefartøyene. Erfaringer med redskap og fangst om bord utveksles mellom linefartøy som deltar i prosjektet og redskapsleverandører. Denne syklusen gjentas gjennom prosjektet. I fase 4 skal resultatene formidles og det nye materialet tas i bruk av næringen.
Aktivitetene i prosjektet er delt opp i følgende arbeidspakker (AP-er):
AP1: Utvikling av biopolyester forsyn
Ansvarlig: Roger Larsen (UiT)
Hovedmål: Lage biopolyesterforsyn med tilsvarende gode mekaniske egenskaper som tradisjonelle polyesterforsyn.
Metode: Forsyn av bionedbrytbart polyester vil etter kravspesifikasjoner fra fiskerne som deltar i prosjektet bli produsert av ulike redskapsprodusenter og man vil velge det beste produktet som er tilgjengelig. Man ønsker ikke å binde seg til en spesiell redskapsprodusent til å levere materialer. Som nevnt er det allerede flere leverandører av bionedbrytbare materialer og flere er på vei inn i markedet. For prosjektet vil det være fordelaktig å teste materialer og konstruksjon fra ulike produsenter for å finne det optimale produktet for linefiske. Erfaringene fra SFI Dsolve viser at det kan gi utfordringer med å binde leveranser av basismaterialer til kun én leverandør.
AP2: Slitasje- og styrketesting av materialet
Ansvarlig: Anja Alvestad (SINTEF Ocean)
Hovedmål: Gjennomføre slitasje- og styrketesting av standard- og biopolyesterforsyn.
Metode: Slitasje- og styrketesting av biopolyester mot standard polyester vil foregå ved laboratporiefasiliteter hos SINTEF Ocean. Slitasjetester vil bli utført ved hjelp av MILA WET, en slitasjemaskin levert av Buraschi. Ulike variabler vil bli utforsket i løpet av denne testen for å fastslå hvilket oppsett som best reflekterer de virkelige fiskeforholdene. Disse funnene vil deretter bli sammenlignet med resultatene fra feltforsøkene utført som en del av AP4. Variablene en skal undersøke gjøres ved hjelp av sandpapir med ulik grad av grovhet, varierende omdreiningshastigheter, og bruk av ulike lodd for å simulere graden av slitasje. Strekktesting, inkludert målinger av strekkfasthet og forlengelse ved brudd, med en strekktestmaskin Tinius Olsen (H10KT, Tinius Olsen TMC, PA, USA) med lastceller på 5–10 kN, vil deretter benyttes for å avgjøre hvordan slitasje påvirker materialets mekaniske egenskaper.
AP3: Akselererte UV-degraderingsforsøk
Ansvarlig: Christian Karl (SINTEF Industri)
Hovedmål: Simulere degradering under realistiske forhold.
Metode: Standard- og biopolyesterforsyn vil bli degradert i et UV-kammer for å simulere realistiske forhold som forsyn vil bli eksponert for under normalt fiske. For begge materialene vil det bli kuttet 36 stykker av materialet på ca. 35 cm lengde for forvitringstesten. Ett sett med seks stykker fra hvert materiale blir holdt til side som referanse. De andre delene blir festet på prøveholderne til værometeret (utrustning som brukes til å teste bestandigheten til materialer mot påkjenninger fra uteklimaet) i grupper på seks. Forvitringsprosessen blir utført i henhold til ISO 4892-2 (ISO, 2013) ved bruk av en Atlas Xenotest 440 værometer (Atlas Material Testing Technology, Prospect, IL, USA). Under forvitringstesten blir ett sett med prøver (seks stykker) fra hvert materiale fjernet etter ulike tidsintervaller mellom 0 og 1000 timer for videre analyse. Strekktesting av multifilamentprøvene blir utført ved bruk av en Zwick/Roell Z250 universell testmaskin (Zwick/Roell, 89079 Ulm, Tyskland), og flere replikater fra hvert sett med prøver blir analysert etter prosedyren beskrevet av ISO 1806:2002 (ISO) (2002). Infrarød spektroskopi (FTIR) spektre blir registrert ved bruk av et Agilent Cary 670 spektrometer (Agilent Technologies, Santa Clara, CA, USA) utstyrt med en svekket totalrefleksjon (ATR) krystall. Nedbrytningen av materialene blir karakterisert ved ATR-FTIR-spektroskopi, mekanisk testing, lysmikroskopi og skanningselektron mikroskopi (SEM). Andre metoder, som for eksempel NMR (kjernemagnetisk resonans) og DSC vil bli evaluert til å undersøke endringene i molekylstrukturen og til å bestemme de krystallinske smeltepunktene og entalpiene som følge av degradering. Man vil i tillegg plassere standard og bionedbrytbare forsyn i teiner som står på 65 m dybde i nærheten av Tromsø (pågående Dsolve-forsøk). Det tas ut prøver hver 6 måned for analyser.
AP4: Fullskalatesting i kommersielt fiskeri
Ansvarlig: Jørgen Vollstad (SINTEF Ocean), i samarbeid med Loran AS, Vardøyfisk AS og Østkapp AS
Hovedmål: Kvantifisering av slitasje og materialtap fra linefiske i kommersiell drift over to fiskesesonger.
Metode: Feltforsøk vil bli utført om bord på autolinefartøyet M/S Loran (hav), kystautolinefartøyet M/S Østkapp og stamplinefartøyet M/S Vardøyfisk for å evaluere ytelsen til forskjellige forsyn av ulike materialer (standard og biopolyester og monofilamenter). Det er et hovedmål å evaluere forholdet mellom tap av forsyn, materialvalg og fangst. To magasiner (hver av dem med ca. 1000 kroker), som inneholder standard polyesterforsyn, vil bli sammenlignet med ett magasin som inneholder biopolyester forsyn, dette gjelder autolinefartøyene M/S Loran og M/S Østkapp. For stamplinefartøyet M/S Vardøyfisk vil det bli satt opp totalt 10 stamper line med bionedbrytbare forsyn som testes mot 10 stamper med standard forsyn (hver stamp med 415 krok). Effektiviteten av forsyn vil bli vurdert på bakgrunn av registrert fangst, med hensyn til artssammensetning og lengde for alle kommersielle arter.
AP5: Formidling og administrasjon
Ansvarlig: Roger B. Larsen (UiT)
Hovedmål: Dokumentere brukeregenskaper og effektivitet av bionedbrytbare forsyn i det norske langlinefisket i kyst- og havgående flåte og sikre omfattende formidling av resultater med spesielt fokus på fiskeflåten, samt effektiv administrasjon og koordinering av prosjektet.
Alle hovedfunn og resultater fra prosjektet vil bli delt via formidlingskanalene til senter for forskningsdrevet innovasjon (SFI) Dsolve. Hovedfokus vil være på formidling til fiskeflåten gjennom kanaler som de vanligvis følger. Det skal skrives korte, populærvitenskapelige artikler og produseres film fra forsøkene med fiskere som den primære målgruppen. Det vil også bli skrevet forskningsrapporter og vitenskapelige artikler for å tilgjengeliggjøre detaljerte resultater. I det tilfeller det er praktisk mulig er det ønskelig å inkludere mastergradskandidater i arbeidet.
Dersom prosjektet lykkes med å lage bioforsyn med tilfredsstillende egenskaper skal den aktuelle redskapsleverandøren, i samarbeid med FoU i prosjektet og rederiene, introdusere materialet gjennom de 2 største fiskerimessene i Norge, Nor-Fishing og LofotFishing. Resultatene vil her presenteres i samarbeid med SINTEF, som har egen stand på disse messene, og også formidlet gjennom ulike seminarer som holdes der. For å sikre bred dekning i media vil Fiskeribladet og Kyst og Fjord bli kontaktet for å presentere resultatene. Den viktigste faktoren for implementering vil være den uformelle dialogen mellom fiskerne, enten gjennom samtaler på telefon/VHF eller i møter, både i formelle (arbeidsmøter (workshops)) og uformelle sammenhenger.