Towards a new generation of sustainable nano-based additives for maritime anti-corrosion smart coatings: a multidisciplinary framework within the Atlantic
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tipo de financiamento Fundação para a Ciência e a Tecnologia
programa Projetos IC&DT no Âmbito das Comemorações do V Centenário da Viagem de Circum-Navegação - 2019
acrónimo/
referência
NANOGREEN
grupo(s) de investigação 3 - materiais de carbono, compósitos e revestimentos funcionais;
departamento Materials and Ceramic Engineering (DEMaC)
período de execução 2020-08-24 - 2023-08-30 ( 36 Meses )
resumo/
palavras-chave
Há 500 anos, exploradores como Fernão de Magalhães, descobriram o caminho para o Desconhecido. Hoje, a Humanidade, num cenário de alterações globais, continua a enfrentar problemas com soluções desconhecidas ou muito desafiantes para promover o equilíbrio entre o crescimento económico e o desenvolvimento sustentável. Entre os grandes desafios atuais, a corrosão assume-se como um dos mais relevantes. A corrosão metálica é um problema económico, técnico-científico e ambiental que consome mais de 3% do PIB mundial, particularmente severo e crítico em termos de segurança civil nas infraestruturas imersas no mar [1]. As tecnologias atuais para combater a corrosão marítima incluem a aplicação de inibidores de corrosão (ICs; ex. 2-mercaptobenzotiazole (MBT); fosfato de zinco (ZP)) em tintas [1,2]. Um dos problemas, é que a maioria destes ICs são muito tóxicos para os organismos aquáticos, pelo que, recentemente tem sido proposto a sua substituição por moléculas de base biológica (ex. gluconato de sódio (SG); ácido glutâmico (GA)), supostamente com menor risco ambiental [3,5]. Apesar de tudo, estes “bio-ICs” requerem ainda validação em termos da sua real eficácia anti-corrosão em aço de qualidade marítima [3-5]. Mais recentemente, o Prof. Dr. Tedim (Co-PI) et al., desenvolveram uma técnica inovadora para imobilizar/encapsular ICs em nanomateriais manufaturados (NMs) e, desta forma, controlar a sua libertação ao longo tempo [2]. Com este desenvolvimento tecnológico, foi possível resolver a lixiviação espontânea e prematura que é comum em revestimentos regulares, e que lhes reduz o tempo de meia vida, diminuir problemas de incompatibilidades entre ICs e outros ingredientes das tintas, e mitigar a contaminação ambiental associada à libertação dos ICs tóxicos para o ambiente marinho [2]. Desde então, foram utilizados hidróxidos de dupla camada (LDH) e nanocápsulas mesoporosas de sílica (SiNC) (Figura 1) na imobilização de ICs comerciais (ex. MBT, ZP [2,6-8]) e um “bio-IC” (SG, protegido por uma patente [9]). Alguns dos NMs estão a ser validados pela empresa portuguesa Smallmatek, Lda. para avaliar a possibilidade de os produzir à escala industrial. Tendo em consideração a escassez de estudos sobre os efeitos de NMs não-convencionais em organismos marinhos [10-19] e a novidade dos NMs da UAVR decidiu-se iniciar um estudo de ecotoxicidade para entender os efeitos letais, fisiológicos e bioquímicos do LDH-MBT, comparado com os seus constituintes individuais MBT e LDH, em bivalves. Verificou-se que a imobilização diminuía a toxicidade aguda do MBT quando livre em solução, no entanto, os efeitos bioquímicos do LDH-MBT não eram negligenciáveis devido ao efeito nocivo do MBT [20]. Este resultado justifica, per si, a implementação de uma estratégia de reformulação do design dos NMs e/ou a substituição do IC por outro tão eficiente, mas menos tóxico para ser imobilizado nos NMs-base de toxicidade baixa/nula (LDH) a moderada (SiNC) para organismos marinhos [20-22]. Mas muitas outras questões ficaram por responder e outras surgiram, entretanto: Qual é o comportamento, destino e os efeitos destes NMs no ecossistema marinho? O encapsulamento dos “bio-ICs” pode diminuir ainda mais a toxicidade deste tipo de aditivos? Se sim, porquê e como? A perigosidade dos NMs pode ser afetada de acordo com a biogeografia ou biogeoquímica de águas ou sedimentos em zonas diferentes do Atlântico? O projeto NANOGREEN pretende responder a essas questões, pelo menos em parte, aproveitando o conhecimento multidisciplinar do consórcio (UAVR-UNESP; USP, SMT) visando, no final do projeto, apresentar o primeiro nanoaditivo de elevado desempenho anticorrosivo e ambiental do mundo, pronto para posterior validação industrial. Para atingir tal objetivo, concreto e exequível, o projeto NANOGREEN pretende desenvolver quatro novos NMs com ICs de base biológica e comparar as suas propriedades e eficiência anticorrosiva com quatro NMs de referência (Tarefa 1) e, em seguida, adicioná-los em revestimentos para avaliar a corrosão em cenários de imersão. Entretanto, apenas os nanoaditivos mais promissores serão avaliados em termos de destino, comportamento (Tarefa 3) e exposição e perigosidade no ambiente de águas temperadas e tropicais do Atlântico (Tarefa 4) e em termos de efeitos sub-celulares em organismos marinhos através de uma abordagem holística para eventual descoberta dos mecanismos de ação dos NMs (Tarefa 5). A apresentação e disseminação dos resultados será organizado na Tarefa 6 (Figura 2). A novidade da presente proposta reside no desenvolvimento do primeiro aditivo anti-corrosivo de alto desempenho com reduzida toxicidade e risco ambiental em diferentes biogeografias, usando para tal uma abordagem abrangente e multidisciplinar. O NANOGREEN presta assim atenção aos principais desafios societais no Espaço Atlântico, nomeadamente proteção dos oceanos e sua biodiversidade, necessidade de consciencialização ambiental e promoção do crescimento azul.
coordenador
/ip local
Roberto Carlos Domingues Martins (CESAM)
ciceco status Parceiro
instituíção proponente Universidade de Aveiro (UA)
instituições participante(s) Universidade Estadual de São Paulo, Universidade de São Paulo, Smallmatek
participação industrial Sim
parceiro(s) internacional Sim
orçamento total 300.550€
  membros do projeto
publicações
Apoio

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