Un nuevo recubrimiento marino antifouling, desarrollado por un equipo de investigación de la Universidad de Tecnología del Sur de China, ha alcanzado aplicación comercial a gran escala en múltiples sectores, incluyendo la construcción y mantenimiento naval, plataformas de generación de energía undimotriz, centros de datos submarinos y ranchos marinos.

Zhang Guangzhao, profesor de la Facultad de Ciencia e Ingeniería de Materiales de la universidad, quien dirige el equipo de investigación en ciencias e ingeniería marina, señaló que el recubrimiento desempeña un papel cada vez más importante en el avance del desarrollo de alta calidad de la economía oceánica.

A diferencia de los productos antifouling tradicionales que dependen de sustancias biocidas tóxicas para repeler organismos marinos, el nuevo recubrimiento previene la adhesión y colonización por biofouling mediante la regeneración dinámica de la superficie. Está formulado principalmente con materiales poliméricos de degradación controlable, incluyendo poliéster-poliuretano y poliéster-poliacrilato.

En entornos marinos, el agua de mar hidroliza gradualmente los grupos éster dentro del polímero, provocando una degradación capa por capa constante y controlable. Esto crea una superficie de autorenovación continua que impide que los organismos incrustantes —como algas y percebes— formen adherencias estables, ofreciendo un desempeño antifouling duradero y eficiente.

"El recubrimiento adopta estructuras poliméricas de degradación totalmente controlable, que se descomponen en pequeñas moléculas inofensivas en agua de mar y evitan completamente la acumulación de microplásticos", explicó Zhang.

Para optimizar aún más la eficacia antifouling, el equipo de Zhang incorporó ingredientes antifouling basados en productos naturales al sistema polimérico, siguiendo una filosofía de desarrollo ecoinnovador descrita como "derivar del océano, aplicar al océano".

"En comparación con los recubrimientos convencionales, esta nueva formulación elimina el uso de biocidas de metales pesados, presenta un sistema ambientalmente compatible y no produce impactos adversos en los ecosistemas marinos", añadió Zhang.

Las observaciones mostraron que cada vez que los organismos incrustantes intentaban anclarse, el sustrato en constante renovación cambiaba sutilmente en tiempo real, haciendo imposible la bioadhesión estable. Mediante el ajuste preciso de la velocidad de regeneración superficial de los polímeros degradables, el equipo logró efectos antifouling ecológicamente benignos a largo plazo, adecuados para aplicaciones generalizadas en ingeniería marina.

Las resinas convencionales utilizadas en recubrimientos antifouling para equipos marinos no son degradables y plantean riesgos potenciales de contaminación por microplásticos. Estos recubrimientos también liberan altos niveles de biocidas antifouling de metales pesados, alterando severamente los ecosistemas marinos. El impacto ambiental de los recubrimientos biocidas convencionales ha atraído una creciente scrutiny regulatorio a nivel mundial. El Convenio sobre Sistemas Antiincrustantes de la Organización Marítima Internacional, que entró en vigor en 2008, prohibió los compuestos de organoestaño como el tributilestaño en recubrimientos de buques, y los reguladores en múltiples jurisdicciones continúan evaluando restricciones sobre biocidas a base de cobre, el ingrediente activo restante más común en las pinturas antifouling convencionales.

El biofouling marino sigue siendo un cuello de botella global que restringe el desarrollo económico marino y la gobernanza ecológica, según Zhang. Percebes, algas y ostras se adhieren fácilmente a estructuras sumergidas como cascos de buques, hélices y jaulas de ranchos marinos. A medida que el biofouling se acumula, el peso adicional puede alcanzar decenas de kilogramos por metro cuadrado en casos extremos. A menudo denominado "psoriasis marina", el biofouling aumenta significativamente la resistencia del buque y el consumo de combustible, elevando los costos operativos en toda la industria marítima, al mismo tiempo que acelera la corrosión de los equipos y acorta su vida útil. El aumento de la rugosidad del casco causado incluso por un ligero incrustamiento también se traduce directamente en mayores emisiones de gases de efecto invernadero de los buques, vinculando la tecnología antifouling con las presiones más amplias de descarbonización de la industria marítima bajo los objetivos de la OMI para reducir las emisiones anuales de gases de efecto invernadero del transporte marítimo internacional.

Durante décadas, China careció de derechos de propiedad intelectual independientes y tecnologías de fabricación central para resinas poliméricas de alta gama. Como resultado, el mercado nacional de recubrimientos antifouling marinos ha estado dominado por proveedores extranjeros, con el 95 por ciento del mercado dependiente de importaciones —una brecha técnica que ha limitado la actualización y el desarrollo de la industria de equipos marinos de China. La comercialización de este recubrimiento desarrollado a nivel nacional se alinea con el impulso político más amplio de China para lograr la autosuficiencia en materiales avanzados y reducir la dependencia de tecnologías centrales importadas en sectores industriales estratégicos.

Los datos oficiales muestran que el biofouling marino causa casi $50 mil millones en pérdidas económicas a nivel mundial anualmente, con China representando aproximadamente $15 mil millones del total, señaló Zhang.

El equipo de investigación de Zhang se ha asociado con múltiples empresas nacionales para escalar la producción del nuevo recubrimiento y satisfacer la creciente demanda del mercado. La capacidad de producción anual actual se sitúa entre 5.000 y 6.000 toneladas métricas, y el recubrimiento se ha aplicado ampliamente en transporte marítimo de larga distancia, instalaciones de energía marina, infraestructura de comunicación en alta mar y ranchos marinos.

Los principales usuarios finales nacionales incluyen COSCO Shipping, China State Shipbuilding Corporation, China National Offshore Oil Corporation y LESSO, un fabricante global de tuberías y materiales de construcción.

Fuente: China Daily vía Hellenic Shipping News