मछली पकड़ने के जालों में UHMWPE फैब्रिक: उच्च शक्ति के साथ गहरे समुद्री मछली पकड़ने को क्रांतिकारी बनाना

आधुनिक मछली पकड़ने के उपकरणों को बदल रहा है UHMWPE कपड़ा क्यों

पारंपरिक जाल से उन्नत UHMWPE कपड़ा तक: एक सामग्री का विकास

मछली पकड़ने के उद्योग में समय के साथ गियर सामग्री के मामले में कुछ प्रमुख बदलाव देखे गए हैं। हम मूल रूप से अपने भाग्य को नायलॉन रस्सियों और नायलॉन लाइनों से शुरू किया, लेकिन अब हमने एक बहुत बेहतर चीज़ की ओर जाना जिसे अल्ट्रा हाई मॉलिक्यूलर वेट पॉलिएथिलीन या UHMWPE कपड़ा कहा जाता है। क्यों? क्योंकि पुरानी तकनीक वाली चीजें प्रकृति द्वारा समुद्र में डाले गए चुनौतियों का सामना नहीं कर पा रही थीं। पोनमैन के 2023 के शोध के अनुसार, नमकीन पानी में लगभग पांच साल बाद स्टील केबल जंग लगने लगती थी। नायलॉन भी ज्यादा बेहतर नहीं था, क्योंकि धूप के नीचे दो साल के भीतर इसकी लगभग आधी ताकत खो देता था। यहीं पर यह नई सामग्री चमकती है। UHMWPE के निर्माण का तरीका इसे मजबूत आणविक बंधन और रसायनों के प्रति अच्छी प्रतिरोधक क्षमता दोनों प्रदान करता है। परिणामस्वरूप, यह नियमित स्टील की तुलना में प्रति पाउंड लगभग पंद्रह गुना अधिक ताकत रखता है, बिना अतिरिक्त वजन के जो चीजों को नीचे खींचता है।

मुख्य लाभ: उच्च ताकत, कम वजन और कम खींचाव

UHMWPE कपड़े पर स्थानांतरण तीन रूपांतरकारी लाभों पर केंद्रित है:

1. 15x अधिक तन्य ताकत इस्पात के तार की तुलना में गहरे समुद्र में खींचते समय जाल फटने से रोकथाम
2. 53% वजन कमी पारंपरिक पॉलिएथिलीन जाल की तुलना में, बड़े आकार के जाल के उपयोग की सुविधा प्रदान करता है
3. जलगतिकीय डिज़ाइन 0.35 जल प्रतिरोध गुणांक के साथ, पोत के ईंधन की खपत में 15–20% की कमी

2024 मरीन मटीरियल्स इनोवेशन रिपोर्ट के क्षेत्र डेटा से पता चलता है कि अल्ट्रा-हाई-मॉलिक्युलर वेट पॉलिएथिलीन (UHMWPE) जाल 1,500 घंटे के पराबैंगनी (UV) त्वचा के अधीन होने के बाद 80% ताकत बरकरार रखता है—समान स्थितियों में नायलॉन की 60% क्षरण दर को पछाड़ते हुए

गहरे समुद्री बेड़े में वैश्विक अपनाने के प्रवृत्ति

आजकल नए गहरे समुद्री ट्रॉलर्स में से दो तिहाई से अधिक UHMWPE कपड़े के जाल के साथ आते हैं, विशेष रूप से उनके पास जो प्रीमियम मछली पकड़ने वाले क्षेत्रों में टूना और मुंगेर मछली के भंडार के बाद चल रहे होते हैं। आइसलैंड के आर्कटिक मछली पकड़ने वाले क्षेत्रों पर नज़र डालने पर ये आंकड़े और भी दिलचस्प हो जाते हैं, जहाँ लगभग सभी नावों ने इसके लिए स्विच कर दिया है। वहाँ के मछुआरे अपने जालों को पुराने पॉलिएमाइड जालों की तुलना में लगभग 30 प्रतिशत अधिक समय तक चलते हुए देख रहे हैं और लगभग 22 प्रतिशत अधिक मछली पकड़ रहे हैं। ऐसा इसलिए नहीं कि इतने सारे कप्तान इस परिवर्तन को अपना रहे हैं। समय के साथ, ये अपग्रेड वास्तविक बचत में बदल जाते हैं। अधिकांश जहाज मालिक एक दशक के संचालन में लगभग 740,000 डॉलर की बचत की गणना करते हैं, जब वे पुराने उपकरणों को छोड़कर इन आधुनिक विकल्पों को अपनाते हैं।

चरम समुद्री वातावरण में उत्कृष्ट यांत्रिक प्रदर्शन

गहरे समुद्र के दबाव के तहत तन्य शक्ति और भार प्रतिरोध

UHMWPE कपड़े की आण्विक संरचना को 3 GPa से अधिक की तन्य शक्ति प्रदान करती है, जिससे यह 4,000 मीटर की गहराई के आसपास पाए जाने वाले तीव्र दबाव को बिना संरचनात्मक रूप से विकृत हुए सहन कर सकता है। परंपरागत नायलॉन जाले इसके विपरीत कहानी कहते हैं। पिछले साल ओशेनिक इंजीनियरिंग जर्नल में प्रकाशित एक अध्ययन के अनुसार, इन नायलॉन सामग्रियों की शक्ति आमतौर पर 1,500 मीटर की गहराई से आगे बढ़ते ही 40 से 60% तक कम हो जाती है। लेकिन UHMWPE गहन संपीड़न के बावजूद अपनी मूल शक्ति का लगभग 98% बरकरार रखता है। ऐसा क्या संभव बनाता है? 110 से 120 GPa तक की इसकी अत्यधिक उच्च मॉड्यूलस रेटिंग तब तक तंतुओं को फैलने से रोकती है जब भारी मछली पकड़ने या सामग्री पर तेज जलधाराओं के खिंचाव जैसे अचानक भार लगते हैं।

कठोर समुद्री परिस्थितियों में टिकाऊपन और प्रभाव प्रतिरोध

उत्तरी अटलांटिक के खराब जल में किए गए परीक्षण दिखाते हैं कि लगातार 18 महीने तक उपयोग करने के बाद भी UHMWPE जाल अपनी प्रारंभिक आघात शक्ति का लगभग 85% बरकरार रखते हैं। यह पॉलिएस्टर मिश्रणों की तुलना में एक बहुत बड़ा अंतर है, जो केवल 35% तक गिर जाते हैं। UHMWPE को इतना मजबूत क्या बनाता है? इसकी विशेष क्रिस्टल संरचना इसे समुद्र तल की नुकीली चट्टानों से होने वाले घर्षण के प्रति आश्चर्यजनक प्रतिरोध प्रदान करती है। हमने उन क्षेत्रों में फैलने वाले फाड़ में लगभग 70% की कमी देखी है जहाँ लहरें तट के विरुद्ध जोरदार टकराती हैं। वैज्ञानिकों का मानना है कि ऐसा इसलिए होता है क्योंकि UHMWPE अन्य सामग्रियों की तुलना में अलग तरीके से काम करता है। कमजोर स्थानों पर सभी तनाव को इकट्ठा होने के बजाय, यह अपनी लंबी आणविक श्रृंखलाओं के माध्यम से बल को फैला देता है, ऐसा काम करता है जैसे कारों में शॉक एब्जॉर्बर काम करते हैं, लेकिन सूक्ष्म स्तर पर।

जीवन चक्र लागत विश्लेषण: उच्च प्रारंभिक निवेश बनाम दीर्घकालिक बचत

यूएचएमडब्ल्यूपीई जालों की शुरुआती कीमत सामान्य जालों की तुलना में लगभग 2.8 गुना होती है, लेकिन उन्हें बदलने की आवश्यकता 8 से 12 वर्षों तक नहीं पड़ती। इसका अर्थ है कि मछुआरे पारंपरिक सामग्री की तुलना में लगभग तीन गुना कम बार उन्हें बदलते हैं। वैश्विक समुद्री स्थिरता पहल द्वारा 2024 के अध्ययन में विभिन्न क्षेत्रों में पूरे बेड़े पर किए गए हालिया निष्कर्षों के अनुसार, दस वर्षों तक के समग्र खर्च पर विचार करने पर वास्तव में लगभग 44 प्रतिशत की कमी आई। मुख्य कारण क्या हैं? हल्के वजन वाले उपकरण ईंधन खर्च में बचत करते हैं, और पुराने सिंथेटिक तंतुओं को निपटाने की बिल्कुल आवश्यकता नहीं होती। मछुआरों ने हमें यह भी बताया है कि आजकल अप्रत्याशित खराबी बहुत कम होती है। एक सर्वेक्षण में मौसम के दौरान उन निराशाजनक विफलताओं में लगभग 22% की गिरावट का उल्लेख किया गया, जो पूरे उत्पादन काल को बर्बाद कर सकती हैं।

समुद्री सामग्रियों के लिए सहनशीलता परीक्षण पद्धतियों ने अत्यधिक चरम परिस्थितियों में यूएचएमडब्ल्यूपीई के प्रदर्शन मापदंडों को मान्य किया है, जिसमें तूफान-शक्ति स्तर की लहर चक्र और शून्य से नीचे के तापीय झटके शामिल हैं।

पर्यावरणीय क्षरण और जैविक दूषण के प्रति असाधारण प्रतिरोध

लवणाक्त जल, पराबैंगनी त्वचा के संपर्क और रासायनिक क्षरण में प्रदर्शन

UHMWPE कपड़ा खारे पानी की कठोर स्थितियों में जहां संक्षारण एक लगातार खतरा है, असाधारण रूप से अच्छा प्रदर्शन करता है। नियमित नायलॉन जाले लवणीय जल में डूबने पर लगभग 3 से 5 गुना तेजी से खराब हो जाते हैं, जबकि UHMWPE को समुद्र के पानी में दो पूरे वर्ष तक रखने के बाद भी इसकी मूल ताकत का लगभग 98% तक बरकरार रहता है, जैसा कि 2023 में मरीन मटीरियल्स कंसोर्टियम द्वारा किए गए अनुसंधान में बताया गया था। इस सामग्री की आण्विक स्तर पर संरचना इसे पराबैंगनी (UV) क्षति के विरुद्ध प्रतिरोधी भी बनाती है। वास्तविक दुनिया के परीक्षणों में दिखाया गया है कि सीधी धूप में लगभग 10,000 घंटे बिताने के बाद भी इसकी लोच में अधिकतम लगभग 2% की ही कमी आती है। रसायनों के प्रति प्रतिरोध के मामले में यह सामग्री वास्तव में उत्कृष्ट है। अम्ल, प्रबल क्षार और विभिन्न हाइड्रोलिक तरल पदार्थ इस पर बहुत कम प्रभाव डालते हैं और सतह पर सतह पर से भी कम से कम आधे प्रतिशत से भी कम विरूपण उत्पन्न करते हैं। ऐसा प्रदर्शन पॉलिएस्टर विकल्पों की तुलना में लगभग नौ-दसवां हिस्सा बेहतर है, जिससे UHMWPE उन अनुप्रयोगों के लिए एक गंभीर विकल्प बन जाता है जहां रासायनिक संपर्क दैनिक संचालन का हिस्सा होता है।

प्रशांत और उत्तरी अटलांटिक मछली पकड़ने के क्षेत्रों से क्षेत्र डेटा

उच्च-तीव्रता वाले क्षेत्रों में हाल की तैनाती से पता चलता है कि यूएचएमडब्ल्यूपीई का संचालनात्मक लाभ है:

214 जहाजों के डेटा से पुष्टि होती है कि पॉलीएथिलीन प्रणालियों की तुलना में यूएचएमडब्ल्यूपीई जाल सालाना रखरखाव के लिए बंद रहने के समय में 240–300 घंटे की कमी करते हैं।

यूएचएमडब्ल्यूपीई कपड़े की जैविक फाउलिंग प्रतिरोधकता और जलगतिकीय दक्षता

इस सामग्री को खास बनाता है इसकी अत्यंत सुचारु सतह, जो जीवों के चिपकने को रोकती है। परीक्षणों से पता चलता है कि यह सामान्य मछली पकड़ने के जालों की तुलना में नाविक (बारनेकल) के जमाव को लगभग 92% तक कम कर देती है और शैवाल के बढ़ने की गति को लगभग 84% तक कम कर देती है। सुचारु सतह के कारण पानी में प्रतिरोध भी कम होता है, जिससे ड्रैग में लगभग 0.12 से 0.15 इकाई तक कमी आती है। मछुआरों ने ध्यान दिया है कि उनकी नावें इसके परिणामस्वरूप 12 से लेकर 18% तक कम ईंधन का उपयोग करती हैं। स्वतंत्र शोधकर्ताओं द्वारा किए गए क्षेत्र परीक्षणों में पाया गया कि जेलीमछली के प्रस्फुटन और अन्य मलबे के संपर्क में आने पर इन जालों में फटने की संभावना बहुत कम होती है, जो आमतौर पर मानक उपकरणों को फाड़ देता है। कुल मिलाकर लगभग 41% कम क्षति होती है। और समुद्र संरक्षणविदों के लिए एक और बड़ा लाभ भी है। चूंकि UHMWPE में कोई विषैले पदार्थ नहीं होते हैं, यह समुद्री जीवन को दूर रखने के लिए पारंपरिक तांबे आधारित लेप के साथ आने वाली सभी पर्यावरणीय समस्याओं से बचते हुए अंतर्राष्ट्रीय समुद्री संगठन के जैव-फाउलिंग पर नवीनतम नियमों के साथ अच्छी तरह काम करता है।

बढ़ी हुई टिकाऊपन और चिपकाव के लिए सतह संशोधन में नवाचार

यूएचएमडब्ल्यूपीई तंतुओं के चिपकाव और कंपोजिट एकीकरण में चुनौतियाँ

अल्ट्रा हाई मॉलिक्यूलर वेट पॉलिएथिलीन (UHMWPE) कपड़ा आश्चर्यजनक शक्ति रखता है, लेकिन अन्य सामग्रियों के साथ इसके साथ काम करने के लिए कुछ वास्तविक चुनौतियाँ हैं। इस सामग्री की सतही ऊर्जा 18 से 24 mN/m के बीच कम होती है और इसकी रासायनिक प्रतिक्रिया लगभग नगण्य होती है, जिससे कंपोजिट मछली पकड़ने के जाल बनाते समय बंधन करना मुश्किल हो जाता है। पॉलिमर इंजीनियरिंग कंसोर्टियम द्वारा पिछले वर्ष प्रकाशित शोध के अनुसार, उन्होंने पाया कि अनुपचारित UHMWPE से बने कंपोजिट पर लगातार तनाव चक्रों के दौरान लगभग 70% बार अंतरापृष्ठ पर विफलता आती है। इससे भी बदतर यह है कि नमकीन पानी के संपर्क में आने से अलगाव की प्रक्रिया तेज हो जाती है, जो गहरे पानी में संचालित वाणिज्यिक मछली पकड़ने वाले जहाजों के लिए गंभीर समस्या पैदा करता है, जहाँ वे नियमित रूप से 8 से 12 टन तक के भार खींचते हैं।

प्लाज्मा उपचार और रासायनिक ग्राफ्टिंग तकनीक

नए सतह संशोधन विधियाँ सामग्री विज्ञान में हमारे द्वारा देखे गए प्रदर्शन अंतर को कम करने में मदद कर रही हैं। उदाहरण के लिए, वायुमंडलीय प्लाज्मा उपचार सतहों पर ऑक्सीजन युक्त क्रियाशील समूह जोड़कर सतह ऊर्जा स्तर को 45 से 60 mN/m के बीच बढ़ा देता है। यह सरल प्रक्रिया समुद्री कंपोजिट्स में एपॉक्सी चिपकाव को पहले की तुलना में लगभग तीन गुना अधिक मजबूत बना देती है। पिछले वर्ष मैरीन मटीरियल्स जर्नल में कुछ शोधकर्ताओं ने बताया कि मैलिएइक एनहाइड्राइड के साथ रासायनिक ग्राफ्टिंग हाइड्रोलिटिक अपक्षय को लगभग दो-तिहाई तक कम कर सकती है। जो वास्तव में प्रभावशाली है वह यह है कि इन उपचारों से मूल तंतु शक्ति का लगभग 92 प्रतिशत तक बरकरार रखा जा सकता है, जिसका अर्थ है कि निर्माता सामग्री की अखंडता के बिना ही मजबूत संकर जाल बना सकते हैं। इन दृष्टिकोणों में उद्योग वास्तविक मूल्य देखना शुरू कर रहा है क्योंकि वे टिकाऊपन के साथ लागत प्रभावशीलता का संतुलन बना रहे हैं।

अधिक मजबूत और लंबे समय तक चलने वाले जाल के लिए संगतता रणनीतियाँ

बहुलेयर संगतता रासायनिक आबंधन को यांत्रिक अंतर्लॉकिंग के साथ जोड़ती है। सिलेन युग्मक एजेंटों को यूवी-सक्रिय पृष्ठ पैटर्निंग के साथ मिलाकर हाइब्रिड इंटरफेस बनाए जाते हैं जो 40 MPa अपरूपण प्रतिबल का सामना कर सकते हैं। उत्तर अटलांटिक बेड़ों में हालिया वाणिज्यिक परीक्षणों (2023) में दिखाया गया है कि पॉलीओलेफिन-आधारित अंतरापृष्ठीय कोटिंग्स शुद्ध प्रतिस्थापन में 40% की कमी करती हैं, जबकि भार वितरण क्षमता में 25% की वृद्धि के माध्यम से स्क्विड पकड़ की दक्षता बढ़ जाती है।

UHMWPE मछली पकड़ने के जाल के वास्तविक अनुप्रयोग और उद्योग पर प्रभाव

केस अध्ययन: आइसलैंड से लेकर पैटागोनिया तक वाणिज्यिक सफलता

उत्तरी अटलांटिक में मछली पालन में UHMWPE जाल के उपयोग से उल्लेखनीय परिणाम देखे गए हैं, जिसमें सैल्मन फार्मों ने लगभग 98% तक जीवित बचने की दर की सूचना दी है। टूना जैसी मूल्यवान मछलियों को पकड़ने के लिए ट्रॉलिंग प्रणालियाँ भी पुराने उपकरणों की तुलना में लगभग 30% अधिक प्रभावी हैं। दक्षिण अमेरिका में, मछली पकड़ने वाली नौकाओं ने इन्हीं UHMWPE जालों को अपनाया है और अब 3,000 मीटर तक की गहराई में संचालन कर सकती हैं। 2024 में समुद्री प्रौद्योगिकी पर एक हालिया विश्लेषण यह भी दर्शाता है कि इन नावों को प्रति यात्रा 25% अधिक मछली प्राप्त हो रही है। यह सामग्री इतनी अच्छी तरह से क्यों काम करती है? इसका कारण इसकी मजबूती और हल्केपन में है। 30 से 40 cN/dtex की तन्य शक्ति के साथ, मछुआरे अपने जहाजों के अस्थिर या अतिभारित होने की चिंता किए बिना बहुत बड़े जाल तैनात कर सकते हैं।

संचालन मेट्रिक्स: ईंधन दक्षता, पकड़ की दर, और सुरक्षा में सुधार

यूएचएमडब्ल्यूपीई जाल का जलगतिकीय प्रोफ़ाइल उनके नायलॉन समकक्षों की तुलना में बेहतर होता है, जिससे पानी के प्रतिरोध में लगभग 35 से 50 प्रतिशत तक की कमी आती है। इसका वास्तविक अर्थ यह है कि प्रत्येक यात्रा के दौरान जहाज लगभग 15 से 20 प्रतिशत कम ईंधन की खपत करते हैं। इन नए जालों पर स्विच करने वाले मछुआरे बताते हैं कि वे चीजों को जहाज पर लाने में लगभग 18 प्रतिशत तेजी से निपटाते हैं। और एक और लाभ है जिसके बारे में कोई ज्यादा चर्चा नहीं करता लेकिन जो बहुत बड़ा अंतर लाता है – चूंकि ये जाल नायलॉन वालों की तुलना में आधे वजन के होते हैं, इसलिए चालक दल को भारी उपकरणों को संभालने से संबंधित दुर्घटनाओं में लगभग 40 प्रतिशत की कमी आती है। पिछले साल कुछ शोध में इन जालों के समय के साथ आयुष्य को देखा गया। परिणाम काफी आश्चर्यजनक थे: जबकि पारंपरिक नायलॉन जालों को आमतौर पर हर 5 से 8 वर्षों में बदलने की आवश्यकता होती है, यूएचएमडब्ल्यूपीई संस्करण 20 वर्षों से अधिक समय तक चल सकते हैं। इस तरह की लंबी आयु उन महंगे प्रतिस्थापन लागतों में काफी कमी लाती है।

मत्स्य पालन विनियमों और स्थिरता मानकों के साथ अनुपालन

यूएचएमडब्ल्यूपीई की संक्षारण प्रतिरोधकता के कारण अब उन हानिकारक एंटी-फाउलिंग कोटिंग्स की आवश्यकता नहीं होती, जो समुद्री प्रदूषण पर ईयू और यूएनईपी दिशानिर्देशों का पालन करने के मामले में बड़ा लाभ है। हमने कुछ प्रभावशाली परिणाम भी देखे हैं - इस सामग्री से बने जाल बहुत अधिक समय तक चलते हैं, जिससे दस वर्षों में लगभग 70% तक प्लास्टिक कचरे में कमी आती है। और एक और बात ध्यान देने योग्य है: विशेष गाँठ-रहित बुनाई तकनीक ऐसे जाल बनाती है जो लक्षित प्रजातियों को पकड़ने के लिए उपयुक्त होते हैं लेकिन छोटे जीवों को बच निकलने देते हैं। हाल की उद्योग रिपोर्टों के अनुसार, इससे मत्स्य पकड़ने वाले जहाजों को अपने एमएससी प्रमाणन प्राप्त करने में सहायता मिली है और अवांछित मछली पकड़ के लक्ष्यों के खिलाफ उनके प्रदर्शन में लगभग 35% का सुधार हुआ है। वाणिज्यिक संचालन के लिए, जो पर्यावरण के प्रति जिम्मेदार होते हुए अनुपालन बनाए रखना चाहते हैं, इन लाभों के कारण सामग्री बदलने के पक्ष में मजबूत तर्क हैं।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (एफएक्यू)

पारंपरिक मछली पकड़ने की सामग्री की तुलना में यूएचएमडब्ल्यूपीई कपड़ा क्यों बेहतर है?

यूएचएमडब्ल्यूपीई कपड़ा पारंपरिक सामग्री जैसे नायलॉन और स्टील की तुलना में उत्कृष्ट तन्य शक्ति, कम वजन और जलगतिक दक्षता प्रदान करता है। इससे बड़े जाल तैनात करने, कम ईंधन खपत और लंबे समय तक चलने वाले जालों की अनुमति मिलती है।

अत्यधिक समुद्री वातावरण में यूएचएमडब्ल्यूपीई का प्रदर्शन कैसे होता है?

यूएचएमडब्ल्यूपीई कपड़ा गहरे समुद्र के दबाव के तहत उच्च तन्य शक्ति बनाए रखता है और असाधारण टिकाऊपन और प्रभाव प्रतिरोध प्रदान करता है। खराब पानी और नुकीले महासागरीय तल जैसी कठोर परिस्थितियों के संपर्क में आने पर भी यह अपनी शक्ति का अधिकांश भाग बरकरार रखता है।

क्या यूएचएमडब्ल्यूपीई जालों में प्रारंभिक निवेश करना उचित है?

उच्च प्रारंभिक लागत के बावजूद, यूएचएमडब्ल्यूपीई जाल अपने टिकाऊपन, कम रखरखाव आवश्यकताओं और लंबे प्रतिस्थापन चक्र के कारण लंबे समय तक बचत प्रदान करते हैं।