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Jul 02, 2023

Compreendendo a bioincrustação e o acúmulo de contaminantes em estruturas marinhas submersas

npj Materials Degradation volume 7, Artigo número: 50 (2023) Citar este artigo 812 Acessos 5 Detalhes de métricas altmétricas A incrustação da infraestrutura marítima é generalizada devido a abundantes fatores biológicos e

npj Materials Degradation volume 7, Artigo número: 50 (2023) Citar este artigo

812 Acessos

5 Altmétrico

Detalhes das métricas

A incrustação da infra-estrutura marítima é generalizada devido à abundante actividade biológica e química no ambiente oceânico. Os biofilmes marinhos e os seus crescimentos sucessionais são questões predominantes na bioincrustação, mas as atuais análises industriais e baseadas na investigação muitas vezes não fornecem uma visão holística da biodiversidade incrustante. A protecção catódica é um sistema de longa data que protege a infra-estrutura do ambiente marinho corrosivo, mas foram realizados estudos limitados sobre as interacções entre o crescimento biológico e a actividade catódica no contexto da incrustação marinha. Esta revisão identifica lacunas de conhecimento na compreensão das incrustações marinhas e destaca abordagens para um melhor desenvolvimento direto de medidas anti-incrustantes eficazes.

A incrustação é a adesão de substâncias indesejadas ou contaminantes às superfícies e é uma preocupação operacional em diversas áreas da indústria1. Nas indústrias de base marítima, onde as estruturas marinhas submersas estão expostas às águas oceânicas, as principais fontes de acumulação superficial surgem de depósitos calcários devido a reações eletroquímicas de sistemas de proteção catódica2 e bactérias biocalcificantes3,4, bem como do crescimento biológico marinho resultante da formação de biofilmes marinhos e subsequente assentamento de organismos macroincrustantes5,6. As perdas económicas nas indústrias relacionadas com o transporte marítimo, sustentadas por problemas de incrustação, exigiram o impulso para o desenvolvimento de revestimentos anti-incrustantes eficazes, com avanços recentes centrados em alternativas não tóxicas e amigas do ambiente para revestimentos modernos7,8. No entanto, para otimizar a eficácia dos mecanismos repelentes presentes nos revestimentos antiincrustantes, é necessária uma maior compreensão das interações entre agentes/organismos incrustantes e superfícies de contato em uma variedade de cenários operacionais1.

Uma das características proeminentes observadas na forte incrustação de estruturas marinhas é a presença de crescimentos calcários. O material calcário pode ser amplamente distinguido como (1) deposição calcária, que ocorre devido à incrustação devido à proteção catódica ou ao acúmulo de carbonatos da biomineralização microbiana ou (2) organismos calcários, que geralmente consistem em invertebrados marinhos . A deposição de calcário e o crescimento marinho ocorrem frequentemente em superfícies submersas, e é necessário compreender como as fontes bióticas e abióticas interagem para produzir contramedidas mais amplas contra a incrustação marinha10. Isto é crucial, pois pode haver diferenças potenciais na dinâmica de adesão em superfícies com proteção catódica onde a formação do filme de condicionamento inicial é à base de calcário2,4,11, em comparação com o filme à base de material orgânico em modelos sucessionais típicos de bioincrustação9,12.

Os biofilmes também são um componente crítico no crescimento marinho, pois constituem a base da comunidade de bioincrustantes, sendo as interações entre o substrato/superfície, bem como a dinâmica entre os organismos micro e macroincrustantes, sendo os principais alvos para estudos no controle de bioincrustantes6 . Os biofilmes e seus crescimentos associados são conjuntos complexos, sendo necessária experiência interdisciplinar para desvendar as propriedades e mecanismos de formação e propagação do biofilme . Os biofilmes marinhos são responsáveis ​​por bilhões de dólares em danos a estruturas submersas e subaquáticas devido ao seu envolvimento na bioincrustação e na corrosão influenciada por micróbios (MIC), mas a falta de compreensão de como os biofilmes multiespécies se desenvolvem tem dificultado o progresso da criação de anti-biofilmes eficazes. -controles de bioincrustação14. Os modelos limitados de formação de biofilme não têm sido eficazes na condução da compreensão do processo de desenvolvimento em diversos ambientes, sendo necessária mais experimentação para conceber estratégias anti-crescimento para biofilmes multiespécies in situ, como os observados em ambientes marinhos .