Krith

Wat is Osmose ?

In dit artikel willen we voor een breed publiek het verschijnsel osmose verklaren.
Om osmose te begrijpen moeten we een paar feiten weten:
1) Een polyesterlaminaat is altijd een beetje waterdoorlatend.
2) Polyesterhars hardt slecht uit als er tijdens het uitharden styreendamp boven de hars staat.
3) In een polyesterlaminaat zitten altijd wel kleine luchtbelletjes.
4) Slecht uitgehard polyester lost op in water
5) Vuil water heeft een lagere osmotische druk dan schoon water.
Het zijn deze vijf zaken die uiteindelijk tot osmose leiden. We zullen ze hieronder stuk voor stuk behandelen.

1) Een polyesterlaminaat is altijd een beetje waterdoorlatend.
Dat is niet zo gek, want de meeste materialen hebben dat in meer of mindere mate. Dit wil niet zeggen dat je van polyester geen boot, zwembad of badkuip kunt maken, maar polyester onder water zal na verloop van tijd altijd een bepaald percentage vocht bevatten. Op zich is dit zelfs vrij normaal en geen reden tot paniek. Met een vochtmeter kun je dit percentage water meten. Warm water zal sneller doordringen dan koud water.

2) Polyesterhars hardt slecht uit als er tijdens het uitharden styreendamp boven de hars staat.
Dit klinkt vreemd, want styreen is één van de twee componenten waar een polyesterhars uit bestaat. En toch blijkt dat als er te veel styreendamp in de lucht boven het uithardende laminaat staat, dat de uitharding van het oppervlak niet goed gaat. Het oppervlak blijft plakkerig. Uit de polyester verdampt tijdens het uitharden altijd een beetje styreen. Dus als die styreen niet weggeblazen wordt, krijgen we een niet goed uitgehard oppervlak.

3) In een polyesterlaminaat zitten altijd wel kleine luchtbelletjes.
Een goed polyestervakman zal zeker de meeste lucht uit het laminaat drijven. Maar hoe goed er ook gelamineerd wordt, er blijft altijd wel een luchtbelletje ergens tussen de vezels steken. Bij vacuuminjectie en dergelijke productiemethoden is dit al heel veel beter. Het probleem met deze belletjes is dat ze verzadigd zijn met styreendamp wat uit de omringende polyester komt. Bij het vorige punt hebben we echter gezien dat dit een probleem vormt voor de uitharding van de polyester aan de wand van het belletje. Het is misschien maar enkele honderden molekulen dik, maar toch is de wand van het luchtbelletje slecht uitgehard.

4) Slecht uitgehard polyester lost op in water.
We hebben vocht in het laminaat (punt 1) en dat vocht komt uiteraard ook in de luchtbelletjes (punt 3). En die luchtbelletjes hebben een slecht uitgeharde wand (punt 2). Het gevolg is dat het water in het luchtbelletje vervuild is met de bestanddelen van de aangetaste polyester. Het wordt vies stinkend water.

5)Vuil water heeft een lagere osmotische druk dan schoon water.
Wat is "osmotische druk" ? Het wordt nu een beetje moeilijker en komt de hogere natuurkunde om de hoek kijken.
Het natuurkundige verschijnsel osmotische druk is lastig uit te leggen, maar het komt er op neer dat elk soort water een andere druk heeft. Zout water heeft een andere druk dan schoon kraanwater. Demiwater heeft weer een andere druk dan koffie met suiker.
Water met een hoge osmotische druk zal zich naar het water met lagere osmotisch druk verplaatsen. Nu heeft vuil water (zoals het water wat in de luchtbelletjes zit) een lagere osmotische druk dan het schone water buiten de boot en dus zal dit schone water door de polyester naar het luchtbelletje stromen. Dit water wordt vervolgens ook weer vuil, want de aantasting van de polyester gaat gewoon door. Het osmotische drukverschil blijft dus gewoon bestaan en het proces stopt dus niet. Er blijft dus water naar het belletje stromen. Het is zelfs zo dat er uiteindelijk meer water naar het belletje stroomt dan er in kan, waardoor het luchtbelletje opengedrukt wordt. Het belletje wordt een blaasje en het blaasje wordt een blaas. Tenslotte worden deze zo groot dat we ze aan het oppervlak gaan zien.

Wat zien we dus als er sprake is van osmose?
Als je langs een gladde scheepsromp kijkt zien we duidelijk de onderhuidse blazen als oneffenheden opbollen. De blazen kunnen in afmetingen varieren van pukkeltjes van 10 mm tot grote blazen van soms 10 cm. Als je zo'n blaas opendrukt, zul je merken dat de inhoud flink onder druk staat. De vloeistof die er uit spuit heeft een zeer kenmerkende vieze doordringende geur. Als je dat eenmaal hebt geroken, dan herken je dat een volgende keer onmiddelijk. Op deze wijze is een ernstige vorm van osmose te herkennen.
Als de osmose iets dieper in het laminaat ligt, zijn de blazen soms iets moeilijker te onderscheiden. In dat geval kunnen we met een vochtmeter eventuele zeer hoge concentraties vocht opzoeken. Vervolgens boren we op zo'n plaats een klein gaatje tot ca. 5 mm in de huid. Dit kan met een heel klein boortje, bijvoorbeeld 2 mm diameter. Als er een blaas achter zit zal er waarschijnlijk nu al vocht uit het gaatje komen met de karakteristieke osmose-geur. Is dat niet zo duidelijk het geval, dan blazen vervolgens het gaatje schoon en we knippen een heel smal sliertje pH-papier wat we in het gat steken. Na 10 seconden kan het papier bekeken worden. In het geval van osmose zal het water in de blazen een zuurgraad hebben van 3 of 4. Droog papier wijst op een mooi laminaat. Uiteraard proberen we dit op meerdere verdachte plaatsen.
De gaatjes dichten we weer met een beetje twee componenten epoxy.

Hoe kun je het voorkomen?
Helaas is het byzonder moeilijk om een reeds bestaand schip tegen osmose te beschermen. Als we bovenstaande uitleg volgen, dan komen we aan een aantal punten waarmee we osmose kunnen voorkomen, maar deze punten betreffen vrijwel allemaal zaken welke al bij de productie zijn bepaald. We volgen weer de vijf punten waar osmose door ontstaat:

1) Een polyesterlaminaat is altijd een beetje waterdoorlatend.
- Als we het polyester regelmatig de kans geven te drogen, zal het proces telkens weer opnieuw moeten beginnen. Het zal niet stoppen, maar het proces wordt wel vertraagd.
-Vaar liever naar de noordpool dan naar de tropen.

2) Polyesterhars hardt slecht uit als er tijdens het uitharden styreendamp boven de hars staat.
-Hoewel we niet kunnen voorkomen dat polyester in een belletje slecht uithardt, heeft het soort polyester wel invloed. Isoftaalzure polyesterhars is beter dan gewone orthoftaalzure polyester. Isoftaalzure polyesterhars op basis van NPG is nog iets beter. Vinylester wordt nog maar nauwelijks aangetast en zal dus nauwelijks of zelfs helemaal geen osmose geven.
-Een goede samenstelling van de hars zorgt voor een betere uitharding. Een fabrikant die serieus omgaat met de harsrecepturen en de juiste hoeveelheid versnellers en verharders gebruikt, zal op de lange duur zeker zijn geld waard blijken.

3) In een polyesterlaminaat zitten altijd wel kleine luchtbelletjes.
-Het verschil tussen een echte vakman en een prutser vertaalt zich op de lange duur ook in minder osmose. Maar zelfs de beste vakman zal niet opkunnen tegen een schip wat gemaakt is door middel van vacuuminjectie.
-Een slechte polyester heeft soms niet eens luchtbelletjes nodig om te beginnen met osmose. Als er een gebied is met slecht uitgeharde polyester, dan zal dit ook aangetast worden, waardoor als vanzelf een holte ontstaat. Vaak is de overgang tussen gelcoat en laminaat een kritisch gebied. Behalve het gebruik van goede harssoorten zijn dus goede productieomstandigheden (temperatuur, vochtigheid etc) van zeer essentieel belang. Ook juiste dosering verharder is uitermate belangrijk.
-Als er bij de productie echt de hand gelicht wordt met vochtigheid, temperatuur, hoeveelheid verharder en dergelijke, kunnen er in de hars pinholes (=hele kleine luchtbelletjes) ontstaan. Dus dan vraag je zowiezo om problemen

4) Slecht uitgehard polyester kan niet tegen water
-Helaas kunnen we nauwelijks voorkomen dat de wandjes van de luchtbellen slecht uitharden. Een betere harssoort heeft echter wel duidelijk invloed. Gewone orthoftaalzure polyester is niet echt geschikt voor onderwatertoepassing. Isoftaalzure polyester is al beter, gevolgd door Iso-NPG polyester. Osmose zal vrijwel niet meer voorkomen bij vinylester of epoxy. Maar naarmate de hars beter is, is ze ook vaak veel duurder.

5) Vuil water heeft een lagere osmotische druk dan schoon water.
-Zout water is beter dan zoet water, omdat het osmotische drukverschil met het vuile water in het laminaat veel kleiner is. Maar helaas woont niet iedereen in IJmuiden of Scheveningen...

Zoals we kunnen zien zijn vrijwel alle maatregelen al bij de productie bepaald. En in welk soort water we gaan varen is ook al geen oplossing. Elk jaar de boot uit het water in een warme ruimte laten drogen is ook niet voor alle schepen mogelijk of wenselijk. Kortom, alle genoemde maatregelen hebben we in de praktijk niets aan.
Wat we wel zouden kunnen doen is bijvoorbeeld met een goede epoxycoat de waterdoorlaatbaarheid verminderen. Epoxy laat minder water door dan polyester en werkt dus vaak als goede vertrager voor osmose.

reparatie.
We kunnen bij een bestaand schip dus eigenlijk vrij weinig doen om het te voorkomen. Osmose is heel vervelend, omdat het nooit stopt en dus langzaam maar zeker het hele schip zal aantasten. Het oppervlak van het onderwaterschip gaat er pokdalig uitzien en de blazen worden steeds groter en zullen tenslotte open knappen. In heel veel gevallen betreft het echter osmose vlak achter de gelcoat en in de praktijk zal alleen de buitenste laag aangetast zijn. Dit is ook verklaarbaar als we ons realiseren dat osmose in de buitenste lagen ervoor zorgt dat er tussen het water in deze blazen en het water in de dieper gelegen blazen geen verschil en dus geen osmotische druk aanwezig is, omdat het hetzelfde vervuilde water betreft. De buitenste lagen zullen dus eerst aangevallen worden en beschremen als het ware de dieper gelegen lagen. Pas als de blazen open knappen en het vuile water in de buitenste laag vervangen wordt door schoon water, zal een diepere laag worden aangetast. Gaten dwars door het gehele laminaat ziet men bij normale osmose dus vrijwel nooit. Kans op zinken van het schip is dus niet aan de orde. Een schip met osmose kan dus vaak nog jaren mee door gewoon niets te doen. Uiteraard geldt dit niet voor schepen die zo slecht zijn dat ze al binnen een paar jaar osmose beginnen te vertonen. Een goede onderwatercoating (bijvoorbeeld op basis van epoxy) zal de reeds ontstane blazen langer dicht houden, waardoor de bestaande osmose als het ware een natuurlijke bescherming biedt voor de dieper gelegen lagen. Het ziet er natuurlijk niet uit en uiteraard is het schip in deze staat nooit verkoopbaar.

Reparatie is op zich wel goed mogelijk, al zijn het vaak kostbare aangelegenheden. De reparatie houdt in dat de toplaag geheel moet worden weggefreesd of gestraald tot het nog niet aangetaste laminaat. Vervolgens moet de huid zo goed mogelijk drogen. Dit gebeurt vaak met allerlei vacuumtechnieken en/of met warmte, maar uiteindelijk kost het altijd veel tijd. Vervolgens worden de weggefreesde lagen opnieuw aangebracht en afgewerkt met goede coating. De materiaalkeuze is hierbij zeer belangrijk, want het moet niet alleen zelf bestand zijn tegen nieuwe osmose, maar het moet ook de dieper gelegen lagen (die al bewezen hebben niet bestand te zijn tegen osmose !!!) beschermen. Voordat het schip er weer spik en span bij ligt zijn we al heel snel 300 tot 600 euro's per vierkante meter kwijt, en helemaal nieuw ziet het er meestal ook niet meer uit. Maar als de juiste materialen gebruikt zijn en de juiste procedures zijn gevolgd, kan men daarna weer vele jaren plezier hebben van het schip.

De reparatiemethode en de te gebruiken materialen zijn zeer belangrijk. Als het oorspronkelijke laminaat slecht was, zal een nieuwe laag hooguit voor enige vertraging zorgen. Als de nieuwe laag -zoals de meeste polyesters- normaal waterdoordringbaar is, zal de osmose gewoon bij het oude laminaat verder gaan. Omdat de osmose dan dieper zit, zal het minder snel zichtbaar worden, maar juist daar wordt het ook gevaarlijker, omdat de structurele glaslagen worden aangetast. Het is dus van essentieel belang dat de nieuwe laag meer ondoordringbaar is dan de oorspronkelijke laag. Een goede reparatie moet dus uitgevoerd worden door een specialist met verstand van zaken.

Meten is weten, maar wat meten we eigenlijk?

Heel vaak wordt er met heilig ontzag naar vochtmeters gekeken. Soms wordt met de hele jachtclub gezamenlijk een mooie dure vochtmeter gekocht om osmose te meten. Maar wat meten we nu eigenlijk met zo'n meter?
Polyester wat onder water ligt zal altijd vocht opnemen. Dus een polyester schip wat net uit het water komt bevat zeker vocht. De vochtmeting zegt dus iets over hoe lang het schip al op het droge staat. Maar de kans op osmose is met een dergelijke meter vrijwel niet te meten. Pas als er blazen onder de huid zitten die volledig gevuld zijn met water, dan geeft de meter aanzienlijk meer vocht aan dan het polyester zou kunnen bevatten. Maar zelfs dan kunnen we te maken hebben met een schip waar gewoon luchtbelletjes in het laminaat zitten die -uiteraard- gevuld zijn met water. Als de polyester van een heel goede kwaliteit is, kan dat nog steeds geen kwaad.
En andersom kan een schip wat een hele tijd droog heeft gestaan, dus schade door osmose bevatten, welke met een vochtmeter niet aan te tonen is. Kortom het gebruik van een vochtmeter geeft geen enkel uitsluitsel. Om met zekerheid de kans op osmose aan te tonen zal onderzocht moeten worden welke samenstelling vocht in het laminaat heeft. Bevat het laminaat water met een zeer duidelijke lage pH waarde, dan moeten we ons zorgen gaan maken, omdat dit een aanwijzing is dat er polyester aan het oplossen is. Deze beoordeling is werk voor een specialisten.
Overigens is de vochtmeter wel zeer nuttig om te beoordelen of de huid voldoende droog is om te starten met de behandeling. En ook om verdachte plaatsen te zoeken waar nader onderzoek nodig is. Weggegooid geld is zo'n apparaat dus niet, maar voor meting van osmose is meer deskundigheid nodig.

Zwembaden
We hebben het vooral gehad over schepen, maar ook bij zwembaden komt osmose heel veel voor. In grote lijnen geldt hiervoor uiteraard hetzelfde. Baden met veel chloor hebben minder snel last van osmose omdat het osmotische drukverschil tussen chloor water en het water in de blazen kleiner is. Maar uiteindelijk zullen ook deze zwembaden aangetast kunnen worden. Bij zwembaden zal men eerder over moeten gaan op reparatie omdat de opengeknapte blazen het water vervuilen en omdat de randen van open blazen soms scherp kunnen zijn.