Transporte marítimo del futuro: revestimientos antiincrustantes biodegradables para mares limpios
La interdisciplinariedad, clave de la innovación material sostenible
Se demandan revestimientos antiincrustantes más sostenibles para los buques. Estas soluciones innovadoras deberían prescindir en gran medida de los biocidas y, aun así, resistir los retos del uso marítimo. En el marco del proyecto "BioSHIP", financiado por el Ministerio Federal alemán de Economía y Acción por el Clima (BMWK) dentro del "Programa de Investigación Marítima", la industria y la ciencia colaboran para desarrollar este tipo de revestimientos respetuosos con el medio ambiente. Los revestimientos biodegradables y autopulimentables no sólo deben ofrecer la misma funcionalidad que los productos convencionales, sino también minimizar la liberación de metales pesados tóxicos y microplásticos en el mar: un paso importante hacia el transporte marítimo ecológico.
Pala del timón recubierta: A pesar del revestimiento protector, hay crecimiento de percebes, cuyas conchas calcáreas aumentan la resistencia a la fricción, incrementan el consumo de combustible y pueden perjudicar el funcionamiento del timón.
© Fraunhofer IFAM
Con más de 30.000 metros cuadrados, la superficie del casco de un portacontenedores de tamaño medio puede alcanzar dimensiones impresionantes. Estas extensas áreas proporcionan un hábitat ideal para una gran variedad de organismos sésiles como algas, percebes y mejillones. Sin embargo, esta colonización causa problemas considerables a la navegación. El crecimiento, también conocido como biofouling, aumenta la resistencia al flujo y provoca un mayor consumo de combustible. Esto no sólo se traduce en mayores costes, sino que también contribuye a aumentar las emisiones de dióxido de carbono. También existe el riesgo de que las especies introducidas pongan en peligro la estabilidad de los ecosistemas marinos. Para combatir las bioincrustaciones se suelen utilizar revestimientos antiincrustantes que contienen biocidas, sustancias muy eficaces pero a menudo poco degradables que tienen efectos indeseables sobre la calidad del agua y los organismos acuáticos. Por este motivo, en las últimas décadas se han adoptado numerosos enfoques para desarrollar revestimientos de buques más respetuosos con el medio ambiente. Sin embargo, muchos sistemas de recubrimiento autopulimentables se basan en problemáticas sales de metales pesados que acaban en las masas de agua y los sedimentos.
De los revestimientos con biocidas a una alternativa respetuosa con el medio ambiente
Los recubrimientos biocidas dominan actualmente el mercado. Gracias a la liberación selectiva de metales pesados, son especialmente eficaces contra las bioincrustaciones y representan alrededor del 80% de las aplicaciones utilizadas en todo el mundo. Los revestimientos autopulimentables más utilizados contienen además polímeros especiales que se descomponen al entrar en contacto con el agua y crean así siempre una superficie lisa, lo que dificulta la colonización. El objetivo del proyecto "BioSHIP" es desarrollar un recubrimiento biodegradable y autopulimentable para buques que requiera niveles significativamente más bajos de metales pesados tóxicos y minimice la contaminación ambiental. Un enfoque prometedor para los revestimientos biodegradables y autopulimentables es el control específico de la tasa de degradación para garantizar un efecto antiincrustante duradero. El proyecto se centra en formulaciones más sostenibles, incluido el uso de polímeros de base biológica como la polilactida (PLA) o los derivados del quitosano, que se degradan de forma controlada en condiciones marinas sin dejar residuos nocivos. El equilibrio entre durabilidad y biodegradabilidad puede optimizarse aún más mediante la síntesis selectiva de aditivos funcionalizados.
La interdisciplinariedad como clave de la innovación en materiales sostenibles
El proyecto combina los conocimientos de varias disciplinas para garantizar un desarrollo específico. El desarrollo de materiales se centra en polímeros biodegradables y componentes de revestimiento innovadores que cumplan los requisitos de durabilidad, protección contra las incrustaciones y compatibilidad medioambiental. Al mismo tiempo, los revestimientos se prueban en condiciones marinas reales, incluidas distintas regiones geográficas, para garantizar una amplia aplicabilidad. Además, los socios del proyecto están realizando estudios ecotoxicológicos para garantizar que los materiales desarrollados no tengan efectos nocivos en los organismos.
Gracias a la estrecha colaboración entre la ciencia y la industria, el proyecto muestra cómo las innovaciones tecnológicas pueden ayudar a afrontar los retos mundiales. Los resultados de "BioSHIP" no sólo podrían suponer una valiosa aportación a la industria marítima, sino también un impulso para otros sectores que dependen de soluciones materiales sostenibles. Especialmente en regiones con normativas medioambientales estrictas, como Europa, Australia, Nueva Zelanda o partes de EE.UU., la tecnología podría establecer nuevas normas e impulsar decisivamente la transición hacia un transporte marítimo más sostenible.
Socios del proyecto
- Momentive Performance Materials GmbH (coordinador)
- Dr. Brill + Partner GmbH (Instituto de Antifouling y Biocorrosión, Norderney)
- Instituto Fraunhofer de Tecnología de Fabricación y Materiales Avanzados IFAM
- Hydrotox GmbH
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