Transporte marítimo do futuro: revestimentos anti-incrustantes biodegradáveis para mares limpos
A interdisciplinaridade como chave para a inovação sustentável dos materiais
São procurados revestimentos anti-incrustantes mais sustentáveis para os navios. Estas soluções inovadoras devem, em grande parte, dispensar os biocidas e, ainda assim, resistir aos desafios da utilização marítima. No âmbito do projeto "BioSHIP", financiado pelo Ministério Federal Alemão para os Assuntos Económicos e a Ação Climática (BMWK) ao abrigo do "Programa de Investigação Marítima", a indústria e a ciência estão a trabalhar em conjunto para desenvolver esses revestimentos amigos do ambiente. Os revestimentos biodegradáveis e autopolimerizáveis deverão não só oferecer a mesma funcionalidade que os produtos convencionais, mas também minimizar a libertação de metais pesados tóxicos e microplásticos no mar - um passo importante para uma navegação ecológica.
Lâmina do leme revestida: Apesar do revestimento protetor, verifica-se o crescimento de cracas, cujas conchas calcárias aumentam a resistência à fricção, aumentam o consumo de combustível e podem prejudicar o funcionamento do leme.
© Fraunhofer IFAM
Com mais de 30.000 metros quadrados, a área do casco de um navio porta-contentores de média dimensão pode atingir dimensões impressionantes. Estas extensas áreas proporcionam um habitat ideal para uma variedade de organismos sésseis, como algas, cracas e mexilhões. No entanto, esta colonização causa problemas consideráveis para a navegação. O crescimento, também conhecido como biofouling, aumenta a resistência do fluxo e leva a um maior consumo de combustível. Isto não só resulta em custos mais elevados, como também contribui para um aumento das emissões de dióxido de carbono. Existe também o risco de as espécies introduzidas poderem pôr em perigo a estabilidade dos ecossistemas marinhos. Para combater a bioincrustação, são geralmente utilizados revestimentos anti-incrustantes que contêm biocidas - substâncias altamente eficazes, mas frequentemente pouco degradáveis, que têm efeitos indesejáveis na qualidade da água e nos organismos aquáticos. Por este motivo, nas últimas décadas, foi adotado um grande número de abordagens diferentes para desenvolver revestimentos para navios mais respeitadores do ambiente. No entanto, muitos sistemas de revestimento auto-polimento baseiam-se em sais de metais pesados problemáticos que acabam nas massas de água e nos sedimentos.
Dos revestimentos que contêm biocidas a uma alternativa amiga do ambiente
Os revestimentos biocidas dominam atualmente o mercado. Através da libertação direcionada de metais pesados, são particularmente eficazes contra a bioincrustação e representam cerca de 80 por cento das aplicações utilizadas em todo o mundo. Os revestimentos autolimpantes mais utilizados contêm também polímeros especiais que se decompõem em contacto com a água, criando assim uma superfície sempre lisa, o que dificulta a colonização. O objetivo do projeto "BioSHIP" é desenvolver um revestimento biodegradável e autolimpante para navios que exija níveis significativamente mais baixos de metais pesados tóxicos e minimize a poluição ambiental. Uma abordagem promissora para os revestimentos biodegradáveis e autolimpantes reside no controlo orientado da taxa de degradação, a fim de garantir um efeito anti-incrustante duradouro. O projeto centra-se em formulações mais sustentáveis, incluindo a utilização de polímeros de base biológica, como o polilactido (PLA) ou derivados de quitosano, que se degradam de forma controlada em condições marinhas sem deixar resíduos nocivos. O equilíbrio entre durabilidade e biodegradabilidade pode ainda ser optimizado através da síntese orientada de aditivos funcionalizados.
A interdisciplinaridade como chave para a inovação de materiais sustentáveis
O projeto combina conhecimentos especializados de várias disciplinas para garantir um desenvolvimento orientado. O desenvolvimento de materiais centra-se em polímeros biodegradáveis e componentes de revestimento inovadores que satisfazem os requisitos de durabilidade, proteção contra incrustações e compatibilidade ambiental. Ao mesmo tempo, os revestimentos são testados em condições marinhas reais, incluindo diferentes regiões geográficas, para garantir uma ampla aplicabilidade. Além disso, os parceiros do projeto estão a realizar estudos ecotoxicológicos para garantir que os materiais desenvolvidos não têm efeitos nocivos nos organismos.
Através de uma estreita cooperação entre a ciência e a indústria, o projeto mostra como as inovações tecnológicas podem ajudar a enfrentar os desafios globais. Os resultados do "BioSHIP" poderão não só dar um contributo valioso para a indústria marítima, mas também dar um impulso a outros sectores que dependem de soluções materiais sustentáveis. Especialmente em regiões com regulamentações ambientais rigorosas, como a Europa, Austrália, Nova Zelândia ou partes dos EUA, a tecnologia poderá estabelecer novos padrões e impulsionar decisivamente a transição para um transporte marítimo mais sustentável.
Parceiros do projeto
- Momentive Performance Materials GmbH (Coordenador)
- Dr. Brill + Partner GmbH (Instituto de Antivegetativos e Biocorrosão, Norderney)
- Instituto Fraunhofer de Tecnologia de Fabrico e Materiais Avançados IFAM
- Hydrotox GmbH
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