La navigazione del futuro: pitture antivegetative biodegradabili per un mare più pulito

Tim Heusinger von Waldegge – FRAUNHOFER IFAM

Continua a crescere la domanda di pitture antivegetative più sostenibili per navi. Queste soluzioni innovative dovrebbero indurre ad evitare l’utilizzo dei biocidi e ad affrontare con successo le sfide dell’uso marittimo. Parte integrante del progetto “BioSHIP” finanziato Dal Ministero Federale Tedesco per l’Economia e l’Energia (BMWE) in base al “Programma di Ricerca Marittima”, il mondo della scienza e l’industria stanno collaborando per mettere a punto nuovi rivestimenti ecocompatibili. I rivestimenti biodegradabili, autoleviganti non solo devono offrire la stessa funzionalità dei prodotti convenzionali, ma devono anche ridurre al minimo il rilascio di metalli pesanti tossici e delle microplastiche nei mari, un grande passo avanti verso una navigazione ecocompatibile. Grande più di 30.000 metri quadrati, l’area della carena di una nave container di dimensioni medie può raggiungere dimensioni veramente notevoli. Queste ampie aree forniscono un habitat ideale per una grande varietà di organismi sessili quali le alghe, i cirripedi e i mitili.

La crescita di questi organismi, detta anche riproduzione microorganica, incrementa la resistenza allo scorrimento causando consumi di combustibile superiori. Tutto questo non solo determina l’aumento dei costi ma contribuisce anche ad incrementare le emissioni di biossido di carbonio. Vi è anche il rischio che le nuove specie possano mettere in pericolo la stabilità degli ecosistemi marini. Per combattere il fenomeno della riproduzione microorganica, si utilizzano generalmente rivestimenti antivegetativi contenenti biocidi, i quali sono molto efficaci, ma spesso a base di sostanze scarsamente biodegradabili che hanno effetti nocivi sulla qualità dell’acqua e sugli organismi acquatici. Per questa ragione, in questi ultimi decenni, si sono susseguiti molti diversi approcci per mettere a punto rivestimenti ad uso nautico più ecocompatibili. Nonostante ciò, molti sistemi di rivestimento autoleviganti sono a base di sali di metallo pesante critici i quali finiscono nei corpi e nei sedimenti marini.

Dai rivestimenti contenenti biocidi ai prodotti alternativi più ecocompatibili
Attualmente il mercato è dominato dai rivestimenti biocidi: grazie al rilascio mirato di metalli pesanti, essi sono particolarmente efficaci nel prevenire la riproduzione microorganica e rappresentano circa l’80% del mercato globale. I rivestimenti autoleviganti maggiormente utilizzati contengono anche polimeri speciali che si dividono quando entrano in contatto con l’acqua creando una superficie levigata che rende la colonizzazione più difficile. La finalità del progetto “BioSHIP” è lo sviluppo di una pittura autolevigante biodegradabile per uso nautico che richiede quantità nettamente inferiori di metalli pesanti tossici riducendo di conseguenza l’inquinamento dell’ambiente. Un approccio promettente per i rivestimenti biodegradabili autoleviganti è rappresentato dal controllo del grado di degradazione per garantire un effetto antivegetativo di lunga durata. Il progetto si concentra su formulazioni più sostenibili, fra cui l’uso di polimeri bio come i derivati della polilattide(PLA) o del chitosano che si degradano in condizioni particolarmente critiche con pochi residui. L’equilibrio fra la durabilità e la biodegradabilità può essere ulteriormente ottimizzato grazie ad una sintesi mirata di additivi funzionalizzati.

L’interdisciplinarietà come chiave dell’innovazione sostenibile del materiale
Il progetto associa in sé l’esperienza derivata da varie discipline a garanzia di uno sviluppo mirato. Lo sviluppo del materiale si concentra sui polimeri biodegradabili e su componenti del rivestimento innovativi che soddisfano i requisiti della durabilità, della protezione dalla proliferazione microoorganica e della compatibilità ambientale. Nello stesso tempo, i rivestimenti vengono testati nelle condizioni reali dell’ambiente marino, includendo diverse aree geografiche per poter garantire un’ampia applicabilità. Inoltre i partner del progetto stanno compiendo studi ecotossicologici per garantire che i materiali sviluppati non esercitino effetti dannosi sugli organismi. Attraverso una cooperazione stretta fra scienza e industria, il progetto mostra come le innovazioni tecnologiche possono aiutare a trattare le sfide globali. I risultati di “BioSHIP” non solo possono offrire un valido contributo all’industria nautica, ma possono anche fungere da stimolo per altri settori che si affidano a soluzioni di materiali sostenibili. In particolare in aree soggette a normative ambientali molto rigorose, quali Europa, Australia, Nuova Zelanda o alcune aree degli USA, la tecnologia può fissare nuovi standard e guidare in modo decisivo la transizione a forme di navigazione più sostenibili.

I partner del progetto (BioSHIP)
• Momentive Performance Materials GmbH (Coordinatore).
• Dr. Brill + Partner GmbH – Institute for Antifouling and Biocorrosion, Norderney.
• Fraunhofer Institute for Manufacturing Technology and Advanced Materials IFAM.
• Hydrotox GmbH.

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