El mercado ofrece distintas tecnologías para superar este tipo de inconvenientes. El artículo hará referencia a una solución que aporta a eliminar las incrustaciones de manera efectiva.
por Stefan Olsen*
La lucha contra las incrustaciones: Las embarcaciones están bajo constante ataque del medio ambiente marino y necesitan luchar contra la acumulación de organismos que se adhieren al casco. Un casco sucio afecta su forma subacuática, aumentando el arrastre y el consumo de combustible.
Históricamente, los anti-incrustantes tóxicos tales como el plomo, el arsénico y el mercurio se utilizaron para controlar la incrustación pero éstos fueron prohibidos hace mucho tiempo debido a su impacto adverso en el medio ambiente. Se introdujeron entonces sistemas de auto-pulimentado por muchos, incorporando el impregnante tributilestaño (TBT), pero también se eliminaron debido a las deformidades encontradas en los moluscos y la bio acumulación del estaño detectado en los peces y otras especies marinas. Desde la prohibición del TBT en 2001, se ha centrado la atención en el desarrollo de soluciones anti-incrustantes que sean más favorables al medio ambiente.
Soluciones en silicona
En la década de 1970 se determinó una firme relación entre la adhesión de bacterias marinas y la tensión superficial del sustrato. Se demostró que las superficies de silicona exhiben propiedades superiores frente al ensuciamiento debido a su alta hidrofobicidad (su propensión a repeler las moléculas de agua). Las siliconas también son inherentemente flexibles y se encontró que la combinación de baja tensión superficial y flexibilidad minimizaba la adhesión de bacterias marinas. Esta tecnología permitió que se patentaran los primeros recubrimientos antiadherentes, aunque no fueran totalmente efectivos.
A finales de los años 2000, Hempel lanzó su producto Hempasil X3 que se centró en la tecnología para fomentar la formación de un hidrogel extremadamente hidrófilo en la superficie más externa del recubrimiento. Aunque aparentemente contradictorias, la empresa comprendió que las superficies hidrófilas (las que atraen las moléculas de agua) eran más eficaces en la prevención de incrustaciones que las superficies hidrófobas, por lo que esta nueva tecnología proporcionó propiedades anti-incrustantes de última generación.
Capas de hidrogel
La tecnología hidrófila es eficaz porque la capa hidratada de los polímeros de hidrogel atrapa el agua en un gradiente de agua líquida a una sustancia más similar a la de un gel. Este gradiente presenta una superficie para los organismos bio-incrustantes que es diferente a cualquier otro que se han encontrado. No lo reconocen como una superficie adecuada sobre la que fijar y si lo intentan, no pueden desplazar las moléculas de agua unidas a la capa de hidrogel con su adherencia. Y si tienen éxito en la aplicación lo que los adhiere, la matriz a base de silicona debajo de la capa de hidrogel ofrece una energía superficial muy baja para anclar la adherencia. Juntos, estos ejes de tecnología se combinan para ofrecer una solución de defensa contra incrustaciones altamente eficaz.
Teóricamente, la mejora de la eficacia de esta tecnología podría lograrse con la introducción de un biocida pero, hasta hace poco, eso no había sido posible. Si se introducen grandes cantidades de biocidas, la superficie del recubrimiento pierde su suavidad y la capa de silicona pierde sus propiedades de baja energía superficial. Adicionalmente, la liberación del biocida del recubrimiento podría no controlarse y alcanzaría un pico cuando el recubrimiento se aplicó primero y después desapareció a medida que éste envejecía. Debido a esto, se demostró rápidamente que la adición de biocidas a un producto de desprendimiento de incrustaciones comercial no mejoró su rendimiento cuando se comparó con un recubrimiento antiadherente libre de biocida.
Cambiando el juego
El cambio de juego se produjo a principios de esta década con la introducción de la tecnología Actiguard, que permite el uso eficaz de biocidas dentro de un revestimiento a base de silicona.
Esta tecnología trabaja formando un hidrogel activado con biocida en la superficie del recubrimiento de defensa activa contra incrustaciones. Cuando el biocida se difunde fuera de la película, queda atrapado en la capa de hidrogel que aumenta su concentración superficial y prolonga el tiempo en que el biocida se retiene en la superficie del recubrimiento. Esto significa que se necesita menos biocida y que sí se mejora mucho su efectividad en la prevención del asentamiento de organismos bio-incrustantes.
Adicionalmente, también significa que la concentración de biocida se mantiene a un nivel en el que el recubrimiento de silicona retiene todas sus propiedades anti-incrustantes y de superficie lisa.
Uso efectivo de biocidas
Actiguard sólo requiere una cantidad muy limitada de biocida para trabajar eficazmente y por lo tanto el contenido de biocidas del último sistema de defensa contra incrustaciones Actiguard (Hempaguard) es aproximadamente el 5% de ese valor en una especificación convencional comparable. De forma similar, la liberación de biocida está mucho más controlada que otros sistemas de recubrimiento ya que el mecanismo responsable del control de la velocidad de liberación es la difusión del biocida a través de la matriz de revestimiento.
Esto es completamente diferente a los recubrimientos tradicionales donde el biocida se libera en el frente de pigmento durante el proceso de auto-pulimentado. Actiguard es aún más eficaz cuando se compara con la liberación de biocidas de matrices no pulimentante. En este caso, la tasa de liberación de biocidas de esa tecnología es más alta y más estable, lo que garantiza un uso más eficiente del biocida manteniendo, al mismo tiempo, un casco libre de incrustaciones durante más tiempo.
Cambios en la temperatura
En general, la velocidad de liberación de biocida variará con la temperatura, y las embarcaciones protegidas con Actiguard obtendrán una liberación de más biocida a medida que aumente la temperatura del agua. Sin embargo, dado que la actividad de incrustación tiende a aumentar con la temperatura del agua, un aumento en la liberación de biocida es favorable. Esto significa que la tecnología en cuestión está usando biocida eficazmente. Por el contrario, a temperaturas más bajas cuando los organismos son menos activos, la liberación de biocida de Actiguard será correspondientemente menor. Ningún exceso de biocida se liberará innecesariamente.
Velocidad de navegación
Otra ventaja no mostrada en otras soluciones anti-incrustantes es que esta tecnología retiene su liberación estable de biocidas independientemente de la velocidad a la que se mueva la embarcación. Amplios testeos demuestran que para velocidades superiores a 0,2 nudos, el biocida continúa liberándose al mismo ritmo. Incluso cuando la embarcación se encuentra estática y donde la corriente de marea está funcionando a más de 0,2 nudos, sigue siendo efectivo. La liberación del 85% todavía se logra a 0,1 nudos. Esto es particularmente importante para las embarcaciones que generalmente operan a velocidades más lentas o para aquellos cuyos patrones operativos requieren largos periodos de inactividad. Los anti-incrustantes tradicionales liberarán más biocida cuando la embarcación navega a velocidades más altas, pero en estas altas velocidades hay mucho menos actividad de incrustación. Por lo tanto, desde una perspectiva ambiental, es mucho más amable con el medio ambiente, ya que continuará liberando una cantidad estable y baja de biocidas, incluso a altas velocidades de navegación.
Estos atributos dan a Hempaguard mucha más flexibilidad que otras soluciones. Si bien es necesario especificar la velocidad y el tipo de operaciones, así como el tipo de agua al seleccionar un recubrimiento anti-incrustante tradicional, con Hempaguard esto no es necesario, ya que conserva su eficacia a todas las velocidades y a cualquier temperatura. Esto significa que la embarcación puede cambiar su patrón de ruta sin afectar la vida útil de su recubrimiento. Exhaustivos testeos han demostrado que la tecnología de Hempel sigue siendo eficaz cuando una embarcación está inactiva hasta 120 días y, lo que es más importante, el recubrimiento consigue un ahorro de combustible en promedio del 6% cuando se compara con un producto anti-incrustante convencional.
La lucha contra la incrustación ha recorrido un largo camino desde los días del recubrimiento con cobre y de productos con metales pesados. Permanecer a la vanguardia de la investigación y desarrollo es vital para todos los proveedores de recubrimientos si quieren seguir desarrollando soluciones cada vez más eficaces, flexibles y confiables para sus clientes.
* Stefan Olsen – Gerente Fouling Release Systems, I&D, Hempel A/S.
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