Valoració del risc ambiental de l’ús de pintures anti-incrustació en embarcacions d’esbarjo (Ecologia mediterrània, 01/2021)

Hom anomena bioincrustació a l’acumulació de microorganismes, plantes, algues i petits animals damunt de superfícies exposades al medi aquàtic. Per a les embarcacions, la bioincrustació comporta un augment del volum i la fricció hidrodinàmics, per no parlar dels danys estructurals que poden patir els sistemes de propulsió. Les pintures anti-incrustació, aplicades a la superfície de l’embarcació que quedarà submergida, cerquen previndre aquest procés. Entre els ingredients d’aquestes pintures hi ha biocides, el despreniment dels quals al llarg del temps constitueix un risc ambiental. Erik Ytreberg, del Departament de Mecànica i Ciències Marítimes de la Universitat Chalmers de Tecnologia de Göteborg, encapçala un article al Journal of Environmental Management que examina una eina d’avaluació del risc ambiental de pintures anti-incrustació. En aquesta avaluació del risc té especial rellevància el mètode de determinació de la taxa d’alliberament de biocides. En l’avaluació tenen en compte el nivell de renovació de cada mar, i així són més exigents per a la Mar Bàltica que per a l’Oceà Atlàntic. La Unió Europea ha introduït una eina d’avaluació del risc de pintures anti-incrustació en la que la taxa d’alliberament de biocides és valorada bé a través d’un mètode de càlcul o un mètode laboratori, aplicant-hi després factors de correcció. Ytreberg et al. comparen els resultats d’aquest mètodes d’avaluació de la taxa d’alliberament de coure i de zinc amb el mètode XRF sobre vuit pintures anti-incrustació en quatre mars diferents: Bàltica, Bàltica de Transició, Atlàntica i Mediterrània. Amb el mètode XFR, cap de les vuit pintures no passaria els criteris per ésser aplicada a la regió bàltica, bàltica de transició i mediterrània. Ytreberg et al. consideren, doncs, que l’aplicació de factors de correcció en els mètodes d’avaluació de la taxa d’alliberament de coure i de zinc suposa una subestimació de l’impacte ambiental de les pintures anti-incrustació.

Società Canottieri Palermo - La Cala//embedr.flickr.com/assets/client-code.js

Port de Palerm

L’impacte ambiental de pintures anti-incrustació

Aquesta recerca fou concebuda per Erik Ytreberg i Maria Lagerström, del Departament de Mecànica i Ciències Marítimes de la Universitat Chalmers de Tecnologia de Göteborg, i per Ann-Kristin E. Wiklund, del Departament de Ciència Ambiental de la Universitat d’Estocolm. En la investigació també participà Sofia Nöu, de la Universitat Chalmers. La recerca es finançà a través de l’Agència Sueca de Gestió Marina i Aquàtica (SwAM) i la fundació BalticSea 2020.

Com hem dit, el procés de bioincrustació té un impacte en les embarcacions en termes d’augment del consum de combustible, d’augment dels costos de manteniment i d’escurçament dels intervals d’estada en el dic sec. L’aplicació d’una pintura anti-incrustació en el casc evita aquest procés en incorporar-hi substàncies biocides. Inicialment, els biocides emprats eren arsènic, plom, mercuri, compostos organo-estànnics (com el tributil-estany, TBT), amb un considerable impacte sobre els ecosistemes marins. Actualment, els biocides emprats són compostos de coure, com l’òxid cuprós. Però aquests compostos també desperten recels per les emissions de coure.

A la Unió Europea, la regulació de productes biocides (BPR, Regulació 528/2012) és el marc de l’avaluació del risc ambiental de pintures anti-incrustació. No obstant, a més dels biocides, aquesta avaluació també té en compte altres substàncies amb implicacions ambientals com l’òxid de zinc. L’avaluació del risc es fonamenta en una estimació de la taxa d’alliberament d’aquestes substàncies. Aquesta taxa d’alliberament calcula les concentracions ambientals de manera diferent per a quatre regions marítimes europees: Bàltica, Bàltica de Transició, Atlàntica i Mediterrània. D’acord amb els llindars de concentració, es pot avaluar la ratio de caracterització de risc per a cada substància de la pintura.

La determinació de la taxa d’alliberament es fa a través d’un mètode de laboratori (ASTM D6442/ISO 15181) o d’un mètode de càlcul (ISO 10890). Perquè una pintura anti-incrustació sigui autoritzada, a més de suposar un risc ambiental acceptable, ha de demostrar la seva eficàcia en estudis de camp (en rafts estàtics submergits).

El mètode ASTM D6442/ISO 15181 es basa en un cilindre rotatori submergit en aigua marina artificial.

El mètode ISO 10890 és un mètode de càlcul, basat en un balanç de masses.

El grup d’Ytreberg i Lagerström desenvolupà en el 2017 un nou mètode de determinació de les taxes d’alliberament de camp a través d’un espectròmetre de fluorescència de raigs X (XRF). Aquest mètode ha estat refinat en els darrers mesos, i ara es tractava en aquest estudi de fer una comparació amb els dos mètodes habituals.

Metodologia emprada

El MAMPEC (Marine Antifouling Model to Predict Environmental Concentration) pot adaptar-se a qualsevol dels tres mètodes citats.

Per a aquesta recerca se seleccionaren vuit pintures anti-incrustació autoritzades per embarcacions d’esbarjo a Suècia, amb concentració de Cu2O que anaven del 6,1% al 31,9%: Mille Light Copper (6,1%), Lefant Nautica Copper (7,0%), Cruiser One (8,5%), Biltema Antifouling (13%), VC17m (17,96%), Racing VK (22,02%), Micron Superior (31,93%), Hard Racing Xtra (33,1%). De les vuit pintures, n’hi ha cinc que només tenen autorització d’ús per a la zona Bàltica de transició, és a dir per a la costa oest de Suècia.

El mètode XRF fou aplicat a aquestes vuit pintures l’estiu del 2018 en tres localitats sueques: Nynäshamn, Malmö i Kristineberg.

L’impacte de les correccions en l’aprovació ambiental de les pintures anti-incrustació

De les tres pintures autoritzades per a embarcacions d’esbarjo de la costa sueca oriental, cap no superava la primera avaluació dels mètodes estandarditzats. Era en la segona avaluació, una vegada aplicats els factors de correcció, que dues de les tres pintures complien la normativa. Aquests factors de correcció responen al fet que tant el mètode de càlcul com el mètode de laboratori tendirien a sobreestimar la taxa d’alliberament de substàncies.

Quan s’apliquen aquestes dades a la regió mediterrània, cap de les vuit pintures analitzades passaria la valoració de risc ambiental en el cas d’emprar el mètode XRF de camp.

De fet, totes les pintures analitzades suposarien un risc inacceptable per a l’ambient en la zona bàltica (inclosa la zona bàltica de transició) i la mediterrània. Caldria, doncs, una formulació de pintures amb una taxa inferior d’alliberament de coure i de zinc. En el cas de la Mar Bàltica, la taxa d’alliberament de coure hauria de ser inferior a 2,4 micrograms per cm2 i per dia. Per a la Mar Mediterrània, la taxa d’alliberament de coure no hauria de depassar el 9,0 μg/cm2/d. Per a l’Oceà Atlàntic, la taxa d’alliberament podria arribar fins a 21,4 μg/cm2/d. Aquests valors depenen de la capacitat de bescanvi d’aigua de cada mar, i s’entenen si pensem que la diferència mareal de la Bàltica és de 0,2 metres, mentre que la de Mediterrània arriba a 0,53 m, i l’Oceà Atlàntic a 2,97 m.

Les taxes d’alliberament de coure i de zinc de les pintures anti-incrustació tindrien diferents valors de tolerància segons el context geogràfic

Com s’ha dit, per tal que una pintura anti-incrustació sigui autoritzada també ha de complir uns criteris d’eficàcia. Concretament, els tests de camp estàtic han de mostrar que redueix les macroincrustacions a menys d’un 25% del control. No obstant, el criteri comercial que s’aplica demana reduir les macroincrustacions a un 0%. Per assolir aquesta xifra, caldria una taxa d’alliberament de coure de 4,7 μg/cm2/d. No obstant, aquesta taxa també és diferent segons la regió marina.

De tota manera, Ytreberg et al. assenyalen que en algunes pintures anti-incrustació seria possible reduir l’emissió de coure en un 80% sense una pèrdua d’eficiència. Per empènyer en aquesta direcció consideren convenient que s’eliminessin els factors de correcció en les valoracions de risc ambiental. Ytreberg et al. recorden, a més, l’existència de recobriments alternatius al coure i zinc, com els elaborats amb silicona.

Ytreberg et al. recomanen estimacions específiques de lloc de les taxes d’alliberament de coure i zinc de pintures anti-incrustació emprant el mètode de fluorescència de raigs X. D’aquesta manera, s’evitaria l’autorització de pintures amb una taxa d’alliberament de coure excessiva per a mars semitancades com la Bàltica o la Mediterrània.

Lligams:

Environmental risk assessment of using antifouling paints on pleasure crafts in European Union waters. Erik Ytreberg, Maria Lagerström, Sofia Nöu, Ann-Kristin E. Wiklund. J. Environ. Manage. 281:111846 (2021).

Arxivat a Ciència i Tecnologia
%d bloggers like this: