Molte delle ricerche odierne fatte in campo nautico provengono da soluzioni già sviluppate per altri settori di applicazione ( aereospaziale, automobilistica ed edilizia ) attraverso un trasferimento tecnologico di materiali e metodologie in campi diversi.

Un’ampia varietà di soluzioni è stata sviluppata, come l’impiego di correnti elettriche, barriere d’aria, radiazioni ultraviolette, campi magnetici, trattamenti termo e criogenici, di vibrazioni acustiche, di coating pizoelettrici e di coating radioattivi.

Queste soluzioni, non pratiche e difficili da applicare, purtroppo si sono rivelate solamente temporanee o specifiche solo per alcuni organismi acquatici e dunque non hanno trovato interesse se non per alcune applicazioni limitate e specialistiche. Al contrario, altre soluzioni di tipo “fisico”, seppur con difficoltà, stanno diffondendosi e altre sono allo studio.

Vediamo ora quali sono le principali tipologie innovative e di studio nel settore degli antifouling marini:

1. antifouling denominati “Fouling-Release-Coating”_FRC

Sono prodotti senza biocidi ( biocide free ) realizzati con matrici siliconiche o al teflon ( effetto antiadesivo ), rivestimenti fluoropolimerici ( antiaderenti ) o a base di silossani ( idrorepellenti ), che basano tutti la loro efficacia essenzialmente sulla bassa energia superficiale. Tali pitture riducono l'inquinamento in quanto, grazie alla bassa tensione di superficie del film, esercitano un'azione inibente verso gli organismi incrostanti, di tipo fisico e non chimico come le normali antivegetative tradizionali.

Questi, oltre ad avere una durabilità che si aggira intorno ai cinque anni, hanno il vantaggio di non rilasciare sostanze biocide nell’ambiente e di creare delle superfici estremamente lisce e a basso coefficiente di attrito tali da offrire anche una riduzione dei consumi di carburante.

Per quanto efficace e a bassissimo impatto ambientale, anche questa tipologia presenta i suoi difetti. E’ sempre necessario uno sforzo idrodinamico “minimo” per mantenere pulite le superfici ( velocità di crociera prossima ai 15/20 nodi e quindi difficilmente riservate alle barche a vela ). Un altro limite di questi materiali è la vulnerabilità al graffio che non consentono una facile manutenzione delle superfici stesse in presenza di danneggiamenti del rivestimento, il quale deve necessariamente essere rimosso interamente prima di poter essere ripristinato. Il processo di applicazione di questi rivestimenti prevede un ciclo di verniciatura complesso che richiede necessariamente manodopera qualificata e specializzata ed ambienti posti in condizioni controllate e costi ancora elevati.

La “siliconatura” della carena è ancora oggi un procedimento macchinoso e costoso che non si addice ad un mezzo privato da diporto, ma viene utilizzato e testato principalmente dalle forze militari operanti in mare e da tempo utilizzate soprattutto sui sommergibili, dato l’elevato costo di investimento per una manutenzione stagionale.

Bisogna fare molta attenzione alle manovre di varo e alaggio, avere cura nella protezione della pittura che rischia di strapparsi quando le cinghie entrano in tensione ed essere costretti a riprendere la “sigillatura” nuovamente.

1. Antifouling elettronici ad ultrasuoni

Funzionano come fossero "dissuasori" elettronici per i denti di cane riducendo, se non eliminando, la necessità di alare annualmente l'imbarcazione per ridare l'antivegetativa. La barca può essere lasciata in mare per diversi anni e se viene tirata su, può essere facilmente pulita con solo l'acqua. Non c'è più bisogno di ridare l'antivegetativa anche se la barca è stata a terra per diverso tempo.

Il funzionamento è dato da una serie di onde ultrasoniche che producono micro esplosioni, con una molteplice gamma di frequenze. Questa energia produce una alternanza di pressione positiva e negativa, creando bolle microscopiche, che durante i periodi di depressione e pressione positiva implodono, il fenomeno è conosciuto come “cavitazione” distruggendo/allontanando gli organismi unicellulari, primo anello della catena alimentare.

Al momento non si trovano informazioni certe sull'effettivo funzionamento di questo sistema che diffonde onde sonore ad una frequenza superiore a quella udibile dall'uomo tramite trasduttori posizionati all’interno della barca.

1. Antifouling nanotecnologici

L’uso delle nano-particelle nella antivegetative permette di eliminare l’uso dei biocidi e quindi di risolvere alcuni problemi di inquinamento e rilascio di particelle nocive anche per l’ambiente. Nel diporto nautico trattamenti nano-bionici, attraverso un processo "chimico atomo molecolare", trasformano le caratteristiche della superficie trattata , conferendo una rugosità nano-bionica 100% ecocompatibile che impedisce l’adesione permanente di alghe, crostacei, cirripedi, olio e grasso.

Una tecnologia a livello molecolare che permette di porre ogni atomo dove si desidera che venga posizionato. Le nuove vernici nano-tecnologiche creano un rivestimento molecolare a scacchiera che impedisce agli organismi di attecchire al fondo delle barche, e la frizione dell’acqua provvede a completarne la rimozione.

Recentemente un gruppo di ricercatori tedeschi a sviluppato una speciale vernice che riproduce la pelle dello squalo ( muco secreto si consuma e si rinnova continuamente sulla superficie del pesce evitando che altri organismi possano attecchirvi, un po’ come fa una pittura antivegetativa auto levigante ). riducendo l’attrito sull’acqua di oltre il 5%, così da poter aumentare le performance dello scafo. Veri e propri rivestimenti biomimetici o bioispirati che imitano le topografie naturali ( come la tecnologia sharklet a pelle di squalo o a pelle di globicefalo, a valva di mitilo, o ispirata alla natura come a foglia di loto )

1. Antifouling naturali-organici

Allo scopo di limitare l’eco-tossicità dei biocidi sono stati isolati diversi tipi di biocidi naturali che possono sostanzialmente essere distinti in due categorie: una categoria che comprende le sostanze che molti organismi marini (alghe, spugne o delfini) utilizzano per difendersi dal fouling, mentre l’altra categoria di “biocidi naturali” è costituita da sostanze estratte da organismi vegetali o animali.

CRONOLOGIA STORICA PRODUZIONE ED UTILIZZO VERNICI ANTIVEGETATIVE

La fabbricazione industriale delle pitture antivegetative è di data relativamente recente:

1790 – Prima fabbrica inglese

1820 – Prima fabbrica francese

1843 – Prima fabbrica austriaca

1863 – Prima fabbrica italiana. A Trieste nasce la prima fabbrica di vernici antivegetative. Giuseppe Moravia affida al genero Gioacchino Veneziani ( suocero di Italo Svevo ) la sua formula segreta della “ Vernice Moravia “ ( l’intonaco per la protezione delle carene dei navigli ).

1900 – Verso la metà del secolo si perfezionarono pitture a base di ossido di rame che permettevano alle navi di rimanere in acqua per  12 / 18 mesi a seconda delle zone di navigazione senza dover effettuare operazioni di carenaggio.

1960 - Apparve il TBT ( tributil-stagno ), una vernice a base di stagno, un efficacissimo composto organico “antitutto” altamente tossico che per decenni entrò a far parte della consuetudine del mondo della navigazione, permettendo di restare fino a 5 anni in acqua senza manutenzione. Navi, traghetti, petroliere e tutto il traffico commerciale ne fecero letteralmente scorpacciate.

Furono anni d’oro ma tutti facevano finta di nulla. I fabbricanti, i cantieri navali, le riviste nautiche, tutti si riempivano le tasche senza farsi molte domande. Si inventò, poi, l’antivegetativa autolevigante ( ablativa ), per garantire efficacia, riducendo i tempi di applicazione ( evitando la rimozione degli strati vecchi ) ma con maggiori consumi di pittura perché…… bisognava solo darne una mano in più !

Una idea geniale, una formula vincente di marketing ma un po’ meno per l’ambiente marino.

1976 - La direttiva europea 76/769CEE impose una restrizione nell’utilizzo dei composti a base di stagno nelle antivegetative riducendo le immissioni e l’uso dei composti organostannici

1982 - La Francia fu il primo paese a limitare l’utilizzo del TBT per imbarcazioni < 25 m in seguito all’episodio della Baia di Arcachon dove elevate concentrazioni di TBT causarono una diminuzione nella riproduzione delle ostriche ed anomalie nella calcificazione delle conchiglie causando un crollo della produzione di circa il 70%.

1999 - L’Organizzazione Marittima Internazionale (IMO), iniziò a considerare seriamente un probabile bando dei composti organostannici, imponendo ai fabbricanti di pittura di eliminare il TBT nel giro di qualche anno ( timing diversi secondo i Paesi ) in quanto elemento sterilizzante che impedisce la riproduzione provocando effetti permanenti sulla capacità di rinnovo dell’ecosistema marino costiero.

2001 - ( 5 ottobre ) viene adottata a Londra, presso la sede dell’Organizzazione Marittima Internazionale (IMO), la Convenzione internazionale per il controllo delle vernici antivegetative sulle navi ( Anti - Fouling System Convention, AFS) che bandisce il TBT definendolo come il più potente inquinante tossico che sia mai stato deliberatamente riversato in mare dall’uomo.

2003 - ( dal 1 gennaio ) ( regolamento di esecuzione CE, n.782/2003 ) divieto a livello mondiale alle navi degli Stati membri di applicazione di vernici antivegetative che contengano e/o utilizzano lo stagno tributile TBT.

Non esistendo valide alternative i vari stati imposero l’applicazione alle sole unità inferiori ai 25 metri di lunghezza, esonerando dal provvedimento le unità maggiori e le navi.

2008 - ( dal 1 gennaio ) divieto assoluto di ingresso nei porti degli Stati membri alle navi che impiegano come antivegetativi composti di stagno.

Il 17 settembre dello stesso anno la Convenzione AFS entra definitivamente in vigore .

2012  - ( L. n.163 del 31 agosto 2012 ) viene recepito anche in Italia il divieto nell’uso di antivegetative a base di TBT con la pena dell’arresto fino a due anni o l’ammenda fino a 15.000 € in caso di violazioni, estese anche all’armatore oltre che al comandante e la sospensione del titolo professionale a tempo determinato.

Leggi anche: 

L'antivegetativa: prodotto chiave del settore nautico - Prima parte

La cura millenaria dello scafo delle navi

Arch. Sacha Giannini
architetto@sachagiannini.it