• Nenhum resultado encontrado

Este trabalho envolveu um estudo experimental a respeito do fenômeno da bioincrustação que ocorre em estruturas submersas. Ao final, chegou-se à conclusão que a bioincrustação afeta a indústria náutica, causando prejuízos e gastos por conta da prevenção e dos tratamentos de limpeza, periodicamente necessários. Neste sentido, o trabalho foi direcionado na caracterização de materiais compósitos à base de fibra de vidro comumente empregados na indústria náutica, em cascos de embarcações de recreio e barcos de serviço. Durante a realização deste estudo foi necessário passar por etapas de um trabalho científico na linha de Ciência e Engenharia de Materiais aplicados à Engenharia Naval, com a análise conceitual do problema, fabricação dos materiais, preparação dos corpos de prova para ensaios, caracterização de propriedades através de técnicas experimentais e discussão dos resultados encontrados. A fundamentação teórica se deu através de livros e artigos científicos com os temas da bioincrustação marinha, análise das propriedades dos substratos e materiais anti-incrustantes, os quais permitiram compreender como o fenômeno acontece e como os parâmetros interferem na quantidade de incrustações do substrato.

Os corpos de prova do experimento foram fabricados com materiais, atualmente, empregados na indústria náutica. Três tipos de resina e dois de superfícies com rugosidade diferentes foram empregados para se trabalhar com diferentes parâmetros. Os ensaios no mar se representaram uma etapa fundamental no estudo da bioincrustação marinha. Estes, por sua vez, renderam resultados que comprovam a teoria vista na fundamentação teórica e mostraram quais modificações seriam necessárias na metodologia adotada. Para a realização desses ensaios foi necessário encontrar um local para inserir as amostras e determinar a forma e o arranjo dos materiais submersos. Neste ponto, a incrustação nas amostras ficou prejudicada por conta do arranjo, pois, por estarem enfileiradas, a proximidade entre as amostras influenciou a fixação de micro-organismos. Isto ficou claro no acompanhamento visual da incrustação, onde as amostras que estavam à frente apresentaram a superfície completamente coberta por uma camada de lodo e algas, enquanto as demais obtiveram somente uma porção da superfície com o mesmo encobrimento. Os resultados dos ensaios no mar impossibilitaram uma avaliação mais concreta a respeito da quantidade de área recoberta por incrustações, em função do tempo de exposição ao ambiente marinho, um dos resultados que se esperava com o experimento.

Este trabalho permitiu o emprego de técnicas de caracterização das superfícies como ângulo de contato, microscopia ótica convencional e confocal. Os testes com o goniômetro mostraram a forte relação que existe entre a rugosidade e os parâmetros de molhabilidade e energia de superfície. Isso porque, a amostra laminada no vidro apresentou valores de ângulo de contato menores que as demais, as quais apresentaram valores muito próximos entre si. Da mesma forma, os valores de energia de superfície foram maiores na amostra no vidro com relação às outras. Além disso, pode-se observar a relação da rugosidade com o volume de incrustações no acompanhamento visual das amostras; as laminadas no vidro, ao final do processo, apresentaram áreas maiores de superfícies sem incrustações.

A bioincrustação, em estruturas submersas, é um problema antigo para indústria, o qual necessita de soluções mais efetivas que produzam pouco impacto ambiental. O controle do fenômeno proporcionado pelos mecanismos de redução das incrustações é a caraterística mais fundamental na busca pela solução deste problema com o mínimo de biocidas possível. Neste sentido, uma linha importante na busca por soluções é a pesquisa de novos materiais com propriedades anti-incrustantes ou a modificação dos já existentes, capazes de impedir a adesão de micro-organismos em sua superfície. Portanto, este trabalho propôs uma metodologia de estudo experimental da bioincrustação em materiais compósitos, de modo que as propriedades sejam estudadas, determinando sua relevância no controle deste fenômeno.

Com base no conhecimento adquirido durante a realização desta pesquisa, propõem- se para o futuro algumas sugestões para o estudo da bioincrustação em materiais compósitos. Tais modificações são propostas com base nos resultados encontrados no decorrer do experimento. Dentre elas, dispor as amostras em grades de forma que fiquem uma ao lado da outra sem que interfiram na adsorção de micro-organismos da amostra vizinha; quantificar com maior precisão a área coberta com incrustações em função do tempo de exposição ao ambiente natural; realizar a laminação de todas as amostras sobre uma placa de vidro; testar diferentes coberturas ao invés de diferentes resinas, como por exemplo, diferentes tipos de gel coat ou tintas anti-incrustantes e realizar medições de ângulo de contato com água marinha.

REFERÊNCIAS

ABBOTT, A. et al. Cost-benefit analysis of the use of TBT: the case for a treatment approach. Science Total of the Environment, v. 258, n. 1-2, p. 5-19, ago. 2000.

AL-JUBOORI, R. A. Ultrasound technology as a pre-treatment for biofouling control in Reverse Osmosis (RO) system. 2012. 147 f. Dissertação (Mestrado) - Curso de Arquitetura, University of Southern Queensland, Queensland, 2012.

ALMEIDA, E.; DIAMANTINO, T.; SOUSA, O. Marine Paints: the particular case of antifouling paints. Progress in Organic Coatings, v. 59, n. 1, p. 2-20, abr. 2007.

ANDERSON, C. D. Self-polishing antifouling: a scientific perspective. In: Proceedings of Ship Repair & Conversion 93, London, nov. 1993.

ANDRADE, J. M. Desenvolvimento de pigmento não convencional à base de extratos vegetais para aplicação em tintas antifouling. 2010. 76 f. Dissertação (Mestrado) - Curso de Engenharia de Minas, Metalúrgica e de Materiais, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2010.

ANGHINETTI, I. C. B. Tintas, suas propriedades e aplicações imobiliárias. 2012. 62 f. Monografia (Especialização) - Curso de Curso de Especialização em Construção Civil, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 2012.

BARTON, A. F. et al. A Force Balance to Measure the Total Drag of Biofilms on Test Plates. In: Australasian Fluid Mechanics Conference, 16, 2007, Gold Coast, p. 819-824, 2007.

CEPE-AWG. Utilization of more 'environmentally friendly' antifouling products. EC project No 96/559/3040/DEB/E2. Phase 1 - final report. CEPE Antifouling Working Group, jul. 1999.

CHAMBERS, L. D. et al. Modern approaches to marine antifouling coatings. Surface and Coating Technology, v. 201, n. 6, p. 2642-2652, dez. 2006.

CHARACKLIS, W. G. Bioengineering report: Fouling biofilm development: A process analysis. Biotechnology and Bioengineering, v. 23, n. 9, p. 1923-1960, set. 1981.

CHAUDHURY, M. K. Interfacial interaction between low-energy surfaces. Materials Science and Engineering, v. 16, n. 3, p. 97-159, mar. 1996.

COSTA, A. C. M. Desenvolvimento de membranas de osmose inversa resistentes à deposição de matéria orgânica e bioincrustações. 2009. 122 f. Tese (Doutorado) - Curso de Engenharia Química, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2009.

DOBSON, S.; CABRIDENC, R. Tributyltin Compounds. Environmental Health Criteria; 116, Gênova: International Programme on Chemical Safety. 1990.

DONLAN, R. M. Biofilms: microbial life on surfaces. Emerging Infectious Diseases, v. 8, n. 9, p. 881-890, set. 2002.

DÜRR, S.; THOMASON, J. (Ed.). Biofouling. Chichester: Wiley-blackwell, 2010.

FAUTH, G.; FAUTH, S. Gastrópodes. Disponível em:

<http://www.ufrgs.br/paleodigital/Moluscos_gastropodes.html>. Acesso em: 23 abr. 2015.

FELIZZOLA, J. F. Especiação de Compostos Butílicos de Estanho em Sedimentos Superficiais da Baía de Todos os Santos. 2005. 117 f. Dissertação (Mestrado) - Curso de Pós-graduação em Química, Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2005.

FLEMMING, H. C. et al (Ed.). Marine and Industrial Biofouling. Heidelberg: Springer- verlag, 2009.

FLEMMING, H. C.; SCHAULE, G. Biofouling on membranes: a microbiological approach. Desalination, v. 70, p. 95-119, 1988.

FLETCHER, M.; MARSHALL, K. Bubble contact angle method for evaluating substratum interfacial characteristics and its relevance to bacterial attachment. Applied and Environmental Microbiology, v. 44, n. 1, p. 184-192, jul. 1982.

GAMA, B.; PEREIRA, R.; COUTINHO, R. Bioincrustação Marinha. In: PEREIRA, R.; SOARES-GOMES, A. (Ed.). Biologia Marinha. 2. ed. Rio de Janeiro: Interciência, 2009. p. 299-318.

GIBSON, J. H. et al. A literature review of ultrasound technology and its application in wastewater disinfection. Water Quality Research Journal of Canada, v. 43, n. 1, p. 23-35, jan. 2008.

GITLITZ, M. H. Recent developments in marine antifouling coatings. Journal of Coatings Technology, v. 53, n. 678, p 46-52, jul. 1981.

HALLAM, N. B. et al. The potential for biofilm growth in water distribution systems. Water Research, v. 35, n. 17, p. 4063-4071, dez. 2001.

HEJDA F.; SOLAR P.; KOUSAL J. Surface free energy determination by contact angle measurements: a comparison of various approaches. In: WDS'10 Proceedings of Contributed Papers: Part III – Physics, Praga, p. 134-137, 2010.

HODSON, P. V.; BORGMANN, U.; SHEAR, H. Toxicity of copper to aquatic biota. In: NRIAGU, J. O. (Ed.). Copper in the Environment Part II: Health Effects. Nova Iorque: John Wiley And Sons, p. 307-372, 1979.

INTERLUX INTERNATIONAL. Antifouling 101: a comprehensive guide from Interlux. Disponível em: <http://www.yachtpaint.com/LiteratureCentre/antifouling_101_usa_eng.pdf>. Acesso em: 17 mar. 2015.

INTERNATIONAL MARITIME ORGANIZATION. 2011 Guidelines for the control and management of ships’ biofouling to minimize the transfer of invasive aquatic species.

<http://www.imo.org/blast/blastDataHelper.asp?data_id=30766&filename=207(62).pdf>. Acesso em: 17 mar. 2015.

KUMAR, R. K.; SEETHARAMU, S.; KAMARAJ, M. Quantitative evaluation of 3D surface roughness parameters during cavitation exposure of 16Cr-5Ni hydro turbine steel. Wear, v. 320, p. 16-24, dez. 2014.

LAKSHMI, K. et al. Influence of surface characteristics on biofouling formed on polymers exposed to coastal sea waters of India. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, v. 91, p. 205- 211, mar. 2012.

LEHAITRE, M.; DELAUNEY, L.; COMPÈRE, C. Biofouling and underwater measurements. In: BABIN, Marcel; ROESLER, Collin; CULLEN, John (Ed.). Real-time coastal observing systems for marine ecosystem dynamics and harmful algal blooms. Valência: Unesco, 2008. p. 463-493.

LI, X. L. Conditions Favouring Growth of Fresh Water Biofouling in Hydraulic Canals and the Impact of Biofouling on Pipe Flows. 2013. 166 f. Dissertação (Mestrado), Universidade da Tasmania, Hobart, 2013.

LUZ, A. P.; RIBEIRO, S.; PANDOLFELLI, V. C. Uso da molhabilidade na investigação do comportamento de corrosão de materiais refratários. Cerâmica, v. 54, n. 330, p. 174-183, jun. 2008.

MARSON, F. Anti-fouling paints I: theoretical approach to leaching of soluble pigments from insoluble paint vehicles. Journal of Applied Chemistry, v. 19, n. 4, p. 93-99, abr. 1969.

MARTINS, T. L.; VARGAS, V. M. F. Riscos à biota aquática pelo uso de tintas anti- incrustantes nos cascos de embarcações. Ecotoxicology and Environmental Contamination, v. 8, n. 1, p. 1-11, 2013.

MELO, L. F.; BOTT, T. R. Biofouling in water systems. Experimental Thermaland Fluid Science, v. 14, n. 4, p. 375-381, mai. 1997.

MESSANO, L. V. Biocorrosão Marinha: a comunidade macroincrustante e seu efeito na corrosão de aços inoxidáveis especiais de alta liga (AISI 316, AISI 904L E ZERON 100). 2007. 157 f. Tese (Doutorado) - Curso de Ciências em Engenharia Metalúrgica e de Materiais, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2007.

MIHM, J.; BANTA, W.; LOEB, G. Effects on adsorbed organic and primary fouling films on bryozoan settlement. Journal of Experimental Marine Biology and Ecology, v. 54, n. 2, p. 167-179, set. 1981.

MOTT, I. E. C. Biofouling and corrosion studies using simulated cooling water systems. 1991. Tese (Doutorado) - Curso de Engenharia Química, Universidade de Birmingham, Birmingham, 1991.

MUNSHI, H. A. et al. Impact of UV irradiation on controlling biofouling problems in NF-SWRO desalination process. In: International Desalination Association (IDA) World Congress Conference, 2005, Singapura.

OLIVEIRA, A. R. F. Desenvolvimento de um microscópio confocal de varredura laser para caracterização topográfica de superfícies. 2012. 71 f. Dissertação (Mestrado) - Curso de Engenharia Mecânica, Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2012.

PEREIRA, R. B. Caracterização por técnicas de análise de superfícies de misturas asfálticas com adição de ácido polifosfórico. 2010. 42 f. TCC (Graduação) - Curso de Engenharia de Materiais, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2010.

PIOLA, R. F.; JOHNSTON, E. L. Differential resistance to extended copper exposure in four introduced bryozoans. Marine Ecology Progress Series, v. 311, p.103-114, abr. 2006.

RAILKIN, A. I. (Ed.). Marine biofouling: colonization processes and defenses. Londres: Boca Raton, 2004.

RASCIO, V. J. D.; GIÚDICE, C. A.; AMO, B. Research and development of soluble matrix antifouling paints for ships, offshore platforms and power stations: a review. Corrosion Reviews, v. 8, n. 1-2, p.87-154, dez. 1988.

RASCIO, V. J. D. Antifouling Coatings: where do we go from here. Corrosion Reviews, v. 18, n. 2-3, p.133-154, jun. 2000.

ROUHI, M. The squeeze of tributyltin. Chemical Engineering News, v. 27, p. 41-42, abr. 1998.

RUY, F. Análise e pesquisa da variação de cor gardner em colofonia líquida

tropical. Disponível em:

<http://www.unimep.br/phpg/mostraacademica/anais/8mostra/4/210.pdf>. Acesso em: 11 abr. 2015.

SANDBERG, J. et al. Release and chemical speciation of copper from anti-fouling paints with different active copper compounds in artificial seawater. Materials And Corrosion, v. 58, n. 3, p.165-172, mar. 2007.

SCHIFF, K.; DIEHL, D.; VALKIRS, A. Copper emissions from antifouling paint on recreational vessels. Marine Pollution Bulletin, v. 48, n. 3-4, p. 371-377, fev. 2004.

SOUSA, A. C. A. Estudo do impacto da poluição por tributilestanho (TBT) na costa portuguesa. 2004. 114 f. Dissertação (Mestrado) - Curso de Ciências das Zonas Costeiras, Universidade de Aveiro, Aveiro, 2004.

SRINIVASAN, M.; SWAIN, G. Managing the use of copper-based antifouling paints. Environmental Management, v. 39, n. 3, p.423-441, jan. 2007.

USP, Instituto de Física. Movimento Browniano. Disponível em: <http://web.if.usp.br/ifusp/files/Browniano-L.pdf>. Acesso em: 06 abr. 2015.

VOLVO PENTA OF THE AMERICAS. Manual de Instruções. Disponível em: <http://www.volvopenta.com/volvopenta/brazil/pt-br/pos-vendas/Documents/Manuais-do- Proprietario-02.pdf>. Acesso em: 17 mar. 2015.

ZHAO, Q. et al. Effect of surface free energy on the adhesion of biofouling and crystalline fouling. Chemical Engineering Science, v. 60, n. 17, p. 4858-4865, set. 2005.

WOODS HOLE OCEANOGRAPHIC INSTITUTION, 1958, Annapolis. Marine fouling and its prevention. Menasha Wi: George Santa Barbara Publishing Co, 1952.

WORLD, Microbe. Archaea. Disponível em: <http://www.microbeworld.org/types-of- microbes/archaea>. Acesso em: 25 mar. 2015.

WRIGHT, H. B.; CAIRNS, W. L. Ultraviolet Light. In: REGIONAL SYMPOSIUM ON WATER QUALITY: EFFECTIVE DESINFECTION, 1998, Lima. Disponível em: <http://bvs.per.paho.org/bvsacg/i/fulltext/symposium/ponen10.pdf>. Acesso em: 09 mai. 2015.

XAVIER, J. B. et al. Monitorização e modelação da estrutura de biofilmes. Boletim de biotecnologia, n. 76, p. 2-13, 2003.

YEBRA, D. M.; KILL, S.; DAM-JOHANSEN, K. Antifouling technology: past, present and future steps towards efficient and environmentally friendly antifouling coatings. Progress in Organic Coatings, v. 50, n. 2, p. 75-104, jul. 2004.

Documentos relacionados