Un nuovo rivestimento antivegetativo marino, sviluppato da un team di ricerca della South China University of Technology, ha raggiunto un'applicazione commerciale su larga scala in molteplici settori, tra cui cantieristica navale e manutenzione, piattaforme di generazione di energia dalle onde, data center sottomarini e ranch marini.

Zhang Guangzhao, professore della School of Materials Science and Engineering dell'università, a capo del team di ricerca in scienze e ingegneria marina, ha affermato che il rivestimento svolge un ruolo sempre più importante nel promuovere lo sviluppo di alta qualità dell'economia oceanica.

A differenza dei prodotti antivegetativi tradizionali che dipendono da sostanze biocide tossiche per respingere gli organismi marini, il nuovo rivestimento previene l'adesione e la colonizzazione del biofouling attraverso la rigenerazione dinamica della superficie del rivestimento. È formulato principalmente con materiali polimerici degradabili in modo controllato, tra cui poliester-poliuretano e poliester-poliacrilato.

In ambiente marino, l'acqua di mare idrolizza gradualmente i gruppi estere all'interno del polimero, innescando una degradazione strato per strato costante e controllabile. Ciò crea una superficie continuamente autorinnovante che impedisce agli organismi fouling — come alghe e cirripedi — di formare attaccamenti stabili, garantendo prestazioni antivegetative durevoli ed efficienti.

"Il rivestimento adotta strutture polimeriche completamente degradabili e controllabili, che si decompongono in piccole molecole innocue nell'acqua di mare ed evitano completamente l'accumulo di microplastiche", ha spiegato Zhang.

Per ottimizzare ulteriormente l'efficacia antivegetativa, il team di Zhang ha incorporato ingredienti antivegetativi a base di prodotti naturali nel sistema polimerico, seguendo una filosofia di sviluppo eco-innovativa descritta come "derivare dall'oceano, applicare all'oceano".

"Rispetto ai rivestimenti convenzionali, questa nuova formulazione elimina l'uso di biocidi ai metalli pesanti, presenta un sistema compatibile con l'ambiente e non produce impatti negativi sugli ecosistemi marini", ha aggiunto Zhang.

Le osservazioni hanno mostrato che ogni volta che gli organismi fouling tentavano di ancorarsi, il substrato in continuo rinnovamento cambiava sottilmente in tempo reale, rendendo impossibile il bio-attaccamento stabile. Regolando con precisione la velocità di rigenerazione superficiale dei polimeri degradabili, il team ha ottenuto effetti antivegetativi ecologicamente innocui a lungo termine, adatti a diffuse applicazioni nell'ingegneria marina.

Le resine convenzionali utilizzate nei rivestimenti antivegetativi per le attrezzature marine non sono degradabili e comportano potenziali rischi di inquinamento da microplastiche. Tali rivestimenti rilasciano inoltre elevati livelli di biocidi antivegetativi a base di metalli pesanti, alterando gravemente gli ecosistemi marini. L'impatto ambientale dei rivestimenti biocidi convenzionali ha attirato una crescente attenzione normativa a livello mondiale. La Convenzione sui Sistemi Antivegetativi dell'Organizzazione Marittima Internazionale, entrata in vigore nel 2008, ha vietato i composti organostannici come il tributilstagno nei rivestimenti navali, e i regolatori in molteplici giurisdizioni continuano a valutare restrizioni sui biocidi a base di rame, l'ingrediente attivo rimasto più comune nelle pitture antivegetative di uso corrente.

Il biofouling marino rimane un collo di bottiglia globale che limita lo sviluppo economico marino e la governance ecologica, secondo Zhang. Cirripedi, alghe e ostriche aderiscono prontamente alle strutture sommerse come scafi di navi, eliche e gabbie dei ranch marini. Man mano che il biofouling si accumula, il peso aggiuntivo può raggiungere decine di chilogrammi per metro quadrato in casi estremi. Spesso definito "psoriasi marina", il biofouling aumenta significativamente la resistenza delle imbarcazioni e il consumo di carburante, innalzando i costi operativi nell'intero settore marittimo, accelerando al contempo la corrosione delle attrezzature e riducendo la durata di servizio. L'aumento della ruvidità dello scafo causato anche da un leggero fouling si traduce direttamente in maggiori emissioni di gas serra dalle navi, collegando la tecnologia antivegetativa alle più ampie pressioni di decarbonizzazione del settore marittimo secondo gli obiettivi dell'IMO di ridurre le emissioni annuali di gas serra dal trasporto marittimo internazionale.

Per decenni, la Cina ha mancato di diritti di proprietà intellettuale indipendenti e tecnologie di produzione di base per le resine polimeriche di alta gamma. Di conseguenza, il mercato nazionale dei rivestimenti antivegetativi marini è stato a lungo dominato dai fornitori stranieri, con il 95 percento del mercato dipendente dalle importazioni — un divario tecnico che ha limitato l'aggiornamento e lo sviluppo dell'industria delle attrezzature marine della Cina. La commercializzazione di questo rivestimento sviluppato a livello nazionale è in linea con la più ampia spinta politica della Cina per raggiungere l'autosufficienza nei materiali avanzati e ridurre la dipendenza dalle tecnologie di base importate nei settori industriali strategici.

I dati ufficiali mostrano che il biofouling marino causa perdite economiche di quasi $50 miliardi a livello globale ogni anno, di cui circa $15 miliardi attribuibili alla Cina, ha riferito Zhang.

Il team di ricerca di Zhang ha stretto partnership con molteplici imprese nazionali per ampliare la produzione del nuovo rivestimento al fine di soddisfare la crescente domanda di mercato. L'attuale capacità produttiva annua è compresa tra 5.000 e 6.000 tonnellate metriche, e il rivestimento è stato ampiamente applicato nel trasporto marittimo oceanico, nelle strutture di energia marina, nelle infrastrutture di comunicazione offshore e nei ranch marini.

I principali utilizzatori finali nazionali includono COSCO Shipping, China State Shipbuilding Corporation, China National Offshore Oil Corporation e LESSO, un produttore globale di tubazioni e materiali da costruzione.

Fonte: China Daily via Hellenic Shipping News