Navi portate a terra nello stretto di Torres e messe in carena per la pulizia dello scafo.
Gli esseri umani sono strani. Pur godendo della natura allo stato puro, del sole e del mare, sviluppiamo al tempo stesso tecnologie pensate per migliorare la nostra vita, ma che finiscono per allontanarci dall’invenzione più straordinaria che esista: la vita stessa.
Televisione, telefoni cellulari e auto elettriche sono tecnologie avanzate, ma non migliorano affatto la qualità della natura. Coloro che amano stare sull’acqua ammirano la bellezza dell’ambiente naturale, mentre inquinano e avvelenano la vita marina, spesso senza nemmeno rendersene conto.
Ovviamente, alcuni aspetti della vita richiedono ancora miglioramenti tecnologici, come il metodo più efficace per la manutenzione dello scafo di una nave. Questa sfida esisteva già secoli fa ed è ancora attuale oggi. Ogni imbarcazione in mare deve affrontare ospiti indesiderati che si attaccano allo scafo: alghe, mitili e cirripedi. Trovare una soluzione equilibrata che non danneggi la vita marina sarebbe la più grande dimostrazione di rispetto per la sua bellezza. E la buona notizia è che oggi è possibile.
L’invenzione del rame come agente antifouling
Molto tempo fa, qualcuno scoprì che il rame aveva un forte effetto repellente contro le alghe. I fenici e i romani applicavano sottili lamine di rame sugli scafi delle loro navi per evitare l’incrostazione in mare. Nel XVIII secolo, la Royal Navy britannica iniziò a rivestire le sue navi in legno con lastre di rame, il che si rivelò molto efficace contro i cirripedi e i molluschi perforatori del legno. Tuttavia, con l’avvento degli scafi in ferro e acciaio, il rame divenne inutilizzabile a causa della corrosione galvanica.
L’umanità ha cercato a lungo di migliorare il processo antifouling, e solo a metà del XIX secolo venne sviluppata la prima vernice antifouling a base di composti di rame. Aziende come International Paint (AkzoNobel), Hempel e Jotun perfezionarono le vernici a base di ossido di rame all’inizio del XX secolo, stabilendo uno standard globale.
Senza renderci conto della gravità del problema, abbiamo utilizzato queste vernici antifouling a base di ossido di rame per decenni. Inizialmente, nessuno osservò i fondali marini abbastanza a lungo da capirne gli effetti sulla vita marina. Fortunatamente, oggi siamo più informati e sappiamo che l’ossido di rame è tossico per molte specie acquatiche. È scientificamente provato che l’ossido di rame contenuto nelle vernici antifouling ha un impatto significativo sugli ecosistemi marini.
Tossicità per gli organismi marini
Gli ioni di rame rilasciati dalle vernici antifouling sono estremamente tossici per molti organismi marini, comprese alghe, molluschi, crostacei e pesci. Il plancton, alla base delle catene alimentari marine, è particolarmente vulnerabile. Il rame interferisce con la fotosintesi e i processi cellulari, riducendo le popolazioni di plancton, con conseguenze per tutti gli organismi che ne dipendono.
Uno studio del 2019 pubblicato su Marine Pollution Bulletin ha rivelato che il rame si accumula nelle catene alimentari marine, con concentrazioni elevate nel plancton e una marcata bioaccumulazione nei livelli trofici inferiori.
Un altro studio condotto nel 2022 ha dimostrato che i porti turistici di Puget Sound, nello stato di Washington, presentavano livelli di rame molto più elevati rispetto alle aree circostanti, soprattutto nei porti chiusi.
L’ossido di rame (Cu₂O) nell’antifouling: il killer invisibile
A lungo termine, l’inquinamento da rame modifica la struttura delle comunità marine e riduce la biodiversità nelle aree contaminate. Inoltre, i residui di rame persistenti nei sedimenti marini possono ritardare la rigenerazione degli habitat, anche dopo la cessazione dell’uso delle vernici antifouling.
Ricerche pubblicate su Marine Environmental Research (2021) hanno rivelato che alcune aree costiere inquinate dal rame mostravano una biodiversità inferiore del 60% rispetto alle aree non contaminate.
Bioaccumulazione e impatto sulla catena alimentare
Il rame può bioaccumularsi negli organismi marini e accumularsi nei loro tessuti nel tempo. I predatori che consumano prede contaminate sono esposti a concentrazioni ancora più elevate, con effetti tossici su più livelli della catena alimentare.
Prova scientifica: Uno studio pubblicato sul Journal of Animal Ecology (2022) ha scoperto che il rame bioaccumulato nei bivalvi (come le cozze) riduceva significativamente i tassi di riproduzione negli uccelli marini e nei pesci che se ne nutrivano.
Alterazione degli ecosistemi sedimentari
È stato dimostrato scientificamente che la contaminazione da rame nei sedimenti marini influisce negativamente sugli ecosistemi del fondale marino, in particolare sulle comunità bentoniche (che vivono sul fondo marino). Livelli elevati di rame possono ridurre la biodiversità, alterare la composizione delle specie e compromettere le funzioni ecologiche. Le particelle di rame affondano e si accumulano nei sedimenti marini, dove persistono per lunghi periodi. Ciò altera gli ecosistemi bentonici, poiché organismi come vermi e molluschi, che vivono nei sedimenti, sono esposti a concentrazioni tossiche.
Ricerche pubblicate su Environmental Toxicology and Chemistry (2017) dimostrano che i sedimenti contaminati dal rame riducono significativamente la biodiversità e l’abbondanza di organismi bentonici.
Riduzione della biodiversità
Gli studi dimostrano che i sedimenti con alte concentrazioni di rame sono associati a una diminuzione della diversità e dell’abbondanza di macroinvertebrati bentonici. Ad esempio, una ricerca ha rivelato che la contaminazione in alcuni bacini idrici ha portato a una significativa bioaccumulazione di rame nelle larve di chironomidi, con effetti negativi sulle loro popolazioni.
Alterazioni della comunità
Livelli elevati di rame possono causare cambiamenti nelle strutture delle comunità bentoniche, favorendo le specie più tolleranti a scapito di quelle più sensibili. Questo cambiamento può alterare l’equilibrio ecologico e ridurre la resilienza complessiva dell’ecosistema. Uno studio ha rilevato che la contaminazione da rame ha causato cambiamenti significativi nella composizione della fauna bentonica, con alcune specie assenti nelle aree più inquinate.
Compromissione funzionale
L’esposizione al rame è stata collegata a effetti subletali negli invertebrati bentonici, come la riduzione dei tassi di alimentazione e problemi riproduttivi. Questi effetti possono avere conseguenze a cascata sul ciclo dei nutrienti e sul flusso di energia negli ecosistemi del fondale marino.
Questi risultati sottolineano l’importanza di monitorare e regolamentare i livelli di rame negli ecosistemi marini per proteggere la salute e la funzionalità degli habitat del fondale marino.
Effetti ormonali e sullo sviluppo
Il rame può interferire con i sistemi ormonali, soprattutto nei pesci e nei crostacei, influenzandone la crescita, la riproduzione e la sopravvivenza. Uno studio pubblicato su Aquatic Toxicology (2016) ha riportato che anche basse concentrazioni di rame compromettono gli ormoni riproduttivi nei pesci, riducendone la capacità di riprodursi.
Antifouling a base di organostannici
Negli anni ‘60, venne introdotta una nuova vernice antifouling contenente composti organostannici come alternativa rivoluzionaria alle vernici a base di rame. Era incredibilmente efficace: meno attrito sullo scafo, maggiore efficienza energetica e manutenzione ridotta al minimo.
Tuttavia, un decennio dopo, gli scienziati scoprirono gravi danni ambientali: il declino delle popolazioni di molluschi e ostriche e la comparsa del fenomeno dell’imposex nei gasteropodi (sviluppo di organi sessuali maschili nelle femmine), portando al collasso delle popolazioni.
L’Organizzazione Marittima Internazionale (IMO) decise quindi di vietare progressivamente queste vernici a base di TBT, con un divieto totale nel 2008. Il mondo tornò così alle vernici antifouling a base di rame.
Alternative agli antifouling a base di rame
Oggi sappiamo che l’ossido di rame, pur essendo efficace contro l’incrostazione, rappresenta un pericolo significativo per gli ecosistemi marini. Per questo motivo, regolamenti come il Regolamento europeo sui biocidi (BPR) mirano a limitarne l’uso.
Finsulate: la natura al servizio dell’antifouling
La migliore soluzione ecologica si ispira alla natura. L’azienda olandese Finsulate ha progettato una pellicola adesiva con microstrutture che imitano le spine di un riccio di mare. Il risultato? Una soluzione antifouling rivoluzionaria con una garanzia di otto anni.
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