La pintura antiincrustante es una categoría especializada de revestimientos que se aplican como capa exterior (externa) al casco de un barco o embarcación, para retardar el crecimiento y facilitar el desprendimiento de organismos subacuáticos que se adhieren al casco y pueden afectar el rendimiento y la durabilidad de una embarcación. Pertenece a una categoría de pinturas para cascos submarinos disponibles comercialmente, también conocidas como pinturas para fondos .
Las pinturas antiincrustantes se aplican a menudo como un componente de sistemas de revestimiento multicapa [1] que pueden tener otras funciones además de sus propiedades antiincrustantes , como actuar como barrera contra la corrosión en cascos de metal que degradarán y debilitarán el metal [2] o mejorar el flujo de agua más allá del casco de un barco pesquero [3] o yates de carreras de alto rendimiento . Aunque comúnmente se habla de su aplicación en barcos, las pinturas antiincrustantes también son beneficiosas en muchos otros sectores, como las estructuras marinas [4] y las piscifactorías [5] .
En la era de la vela , los barcos de vela sufrieron gravemente el crecimiento de percebes y algas en el casco, lo que se denominaba "incrustaciones". A partir de mediados del siglo XVIII, se clavaron láminas finas de cobre y aproximadamente 100 años después, metal Muntz en el casco en un intento de evitar el crecimiento marino. [6] Un ejemplo famoso del uso tradicional de revestimiento de metal es el clipper Cutty Sark , que se conserva como barco museo en el dique seco de Greenwich, en Inglaterra . [6] El crecimiento marino afectó al rendimiento (y la rentabilidad) de muchas maneras:
Aunque los recubrimientos antiincrustantes comenzaron a desarrollarse a partir de 1840, los primeros recubrimientos antiincrustantes comerciales prácticos se establecieron alrededor de 1860. [6] Una de las primeras patentes comerciales exitosas fue la de 'McIness', un compuesto de jabón metálico con sulfato de cobre que se aplicaba calentado sobre una imprimación de barniz de colofonia de secado rápido con un pigmento de óxido de hierro. [6] La Bonnington Chemical Works comenzó a comercializar pintura antiincrustante de sulfuro de cobre alrededor de 1850. [8] Otras pinturas antiincrustantes ampliamente utilizadas se desarrollaron a fines del siglo XIX, y en 1872 se registraron unas 213 patentes antiincrustantes. [6] Entre las más utilizadas en las décadas de 1880 y 1890 se encontraba una composición plástica caliente conocida como moroviana italiana. [6]
En una carta oficial de la Armada de los Estados Unidos al Comité de Asuntos Navales del Senado de los Estados Unidos , de 1900, [9] se señalaba que el Almirantazgo (británico) había considerado una propuesta en 1847 para limitar el número de buques de hierro (recientemente introducidos en el servicio naval) e incluso considerar la venta de todos los buques de hierro en su posesión, debido a importantes problemas de bioincrustación. Sin embargo, una vez que se encontró una pintura antiincrustante "con resultados muy aceptables", los buques de hierro se mantuvieron y continuaron construyéndose.
Durante la Segunda Guerra Mundial , que incluyó un componente naval sustancial, la Marina de los EE. UU. proporcionó una financiación significativa [10] a la Institución Oceanográfica Woods Hole para recopilar información y realizar investigaciones sobre la bioincrustación marina y las tecnologías para su prevención. Este trabajo se publicó como libro en 1952, cuyo contenido está disponible en línea como capítulos individuales. [11] La tercera y última parte de este libro incluye una serie de capítulos que analizan el estado del arte en ese momento para la formulación de pinturas antiincrustantes. Lunn (1974) proporciona más historia. [12]
En la actualidad, las pinturas antiincrustantes se formulan con óxido cuproso (u otros compuestos de cobre ) y/o otros biocidas , sustancias químicas especiales que impiden el crecimiento de percebes, algas y organismos marinos. Históricamente, las pinturas de cobre eran rojas, lo que ha hecho que los fondos de los barcos sigan pintándose de ese color en la actualidad. [13]
Las pinturas de fondo "suaves" o ablativas se desprenden lentamente en el agua, liberando un biocida a base de cobre o zinc en la columna de agua. El movimiento del agua aumenta la velocidad de esta acción. Las pinturas ablativas se utilizan ampliamente en los cascos de las embarcaciones recreativas y, por lo general, se vuelven a aplicar cada 1 a 3 años. Las pinturas "de lixiviación por contacto" "crean una película porosa en la superficie. Los biocidas se retienen en los poros y se liberan lentamente". [14] Otro tipo de pintura de fondo dura incluye los revestimientos de teflón y silicona que son demasiado resbaladizos para que la vegetación se adhiera. Los sistemas SealCoat, que deben aplicarse profesionalmente, se secan con pequeñas fibras que sobresalen de la superficie del revestimiento. Estas pequeñas fibras se mueven en el agua, lo que evita que la vegetación del fondo se adhiera. [14]
En los años 1960 y 1970, los buques comerciales utilizaban comúnmente pinturas para el fondo que contenían tributilestaño , que ha sido prohibido en el Convenio internacional sobre el control de los sistemas antiincrustantes nocivos en los buques de la Organización Marítima Internacional debido a sus graves efectos tóxicos sobre la vida marina (como el colapso de una pesquería de mariscos francesa). [15] Ahora que el tributilestaño ha sido prohibido, las pinturas antiincrustantes para el fondo más utilizadas son a base de cobre. Las pinturas antiincrustantes a base de cobre también pueden tener efectos adversos sobre los organismos marinos. El cobre se produce de forma natural en los sistemas acuáticos, pero puede acumularse en puertos o marinas donde hay muchos barcos. El cobre puede filtrarse de la pintura antiincrustante de los cascos de los barcos o caerse de los cascos en partículas de pintura de diferentes tamaños. Esto puede provocar concentraciones de cobre más altas de lo normal en los puertos o bahías.
Este exceso de cobre en el ecosistema marino puede tener efectos adversos sobre el medio marino y sus organismos. En los puertos deportivos, se encontró que el caracol de agua salobre, el nerite de río , presentaba una mayor mortalidad, un crecimiento negativo y una gran disminución en la reproducción en comparación con las áreas sin navegación. Los caracoles en los puertos deportivos también tenían más problemas tisulares ( histopatológicos ) y alteraciones en áreas como sus branquias y gónadas. [16] También se ha encontrado que una mayor exposición al cobre de la pintura antiincrustante disminuye la actividad enzimática en el camarón de salmuera . [17]
Las partículas de pintura antiincrustante pueden ser ingeridas por el zooplancton u otras especies marinas y ascender por la cadena alimentaria, bioacumulándose en los peces. Esta acumulación de cobre a través de la cadena alimentaria puede causar daños no solo a las especies que se alimentan de las partículas, sino también a las que las acumulan en sus tejidos a partir de su dieta. [18] Las partículas de pintura antiincrustante también pueden acabar en los sedimentos de los puertos o bahías y dañar el entorno bentónico o los organismos que viven en ellos. Estos son los efectos conocidos de la pintura antiincrustante a base de cobre; sin embargo, no ha sido un gran foco de estudio, por lo que no se conoce por completo el alcance de los efectos. Se necesita más investigación para comprender por completo cómo estas pinturas y los metales que contienen afectan a sus entornos.
El puerto de San Diego está investigando cómo reducir la cantidad de cobre que se utiliza en los revestimientos antiincrustantes a base de cobre [19] , y el estado de Washington ha aprobado una ley que podría prohibir gradualmente los revestimientos antiincrustantes de cobre en los barcos de recreo a partir de enero de 2018 [20]. Sin embargo, a pesar de la química tóxica de la pintura para fondos marinos y su acumulación en las vías fluviales de todo el mundo, una prohibición similar fue anulada en los Países Bajos después de que el Comité Científico de Riesgos Sanitarios y Ambientales de la Unión Europea concluyera que La Haya no había justificado suficientemente la ley. En una opinión de expertos, el comité concluyó que la explicación del gobierno de los Países Bajos "no proporciona pruebas científicas suficientes para demostrar que el uso de pinturas antiincrustantes a base de cobre en barcos de recreo presenta un riesgo ambiental significativo". [21]
Las pinturas de fondo desprendibles, o pinturas "ablativas", son un tipo de pintura más antiguo diseñado para crear un revestimiento del casco que se desgasta lentamente, dejando al descubierto una nueva capa de biocidas. Al frotar un casco con pintura de fondo desprendible mientras está en el agua, se liberan sus biocidas al medio ambiente. Una forma de reducir el impacto ambiental de los cascos con pintura de fondo desprendible es sacarlos del agua y limpiarlos en astilleros con un sistema de "circuito cerrado". [14] [22]
Se han desarrollado algunas pinturas de fondo innovadoras que no dependen del cobre ni del estaño en respuesta al creciente escrutinio que han recibido las pinturas de fondo ablativas a base de cobre como contaminantes ambientales. [23] [24] [25]
Un posible sustituto futuro de la pintura antiincrustante podría ser el limo. Una malla cubriría el casco de un barco por debajo de la cual una serie de poros suministrarían el compuesto de limo. El compuesto se convertiría en un limo viscoso al entrar en contacto con el agua y cubriría la malla. El limo se desprendería constantemente, llevándose consigo microorganismos y larvas de percebes. [26] [27]