La bioincrustación o incrustación biológica es la acumulación de microorganismos , plantas , algas o animales pequeños donde no se desea en superficies como cascos de barcos y submarinos, [1] [2] [3] dispositivos como entradas de agua, tuberías, rejillas, estanques y ríos que degradan el objetivo principal de ese artículo. Tal acumulación se conoce como epibiosis.cuando la superficie del hospedador es otro organismo y la relación no es parasitaria. Dado que la bioincrustación puede ocurrir casi en cualquier lugar donde haya agua, la bioincrustación presenta riesgos para una amplia variedad de objetos, como cascos y equipos de barcos, dispositivos médicos y membranas, así como para industrias enteras, como la fabricación de papel, procesamiento de alimentos , construcción submarina y plantas de desalinización.
Antiincrustante es el término utilizado para subrayar la capacidad de los materiales específicamente diseñados (como pinturas biocidas tóxicas o pinturas no tóxicas [4] ) para eliminar o prevenir la bioincrustación. [5]
La acumulación de bioincrustaciones en embarcaciones marinas plantea un problema importante, en particular. En algunos casos, la estructura del casco y los sistemas de propulsión pueden resultar dañados. [6] La acumulación de bioincrustantes en los cascos puede aumentar tanto el volumen hidrodinámico de un buque como la fricción hidrodinámica, lo que lleva a un aumento de la resistencia aerodinámica de hasta un 60%. [7] Se ha visto que el aumento de la resistencia reduce las velocidades hasta en un 10%, lo que puede requerir hasta un 40% de aumento en el combustible para compensar. [8]Dado que el combustible generalmente representa hasta la mitad de los costos de transporte marítimo, se estima que los métodos antiincrustantes ahorran considerablemente a la industria del transporte marítimo. Además, el aumento del uso de combustible debido a la bioincrustación contribuye a los efectos ambientales adversos y se prevé que aumente las emisiones de dióxido de carbono y dióxido de azufre entre un 38 y un 72% para 2020, respectivamente. [9]
La variedad entre los organismos bioincrustantes es muy diversa y se extiende mucho más allá de la unión de percebes y algas marinas. Según algunas estimaciones, más de 1.700 especies que comprenden más de 4.000 organismos son responsables de la contaminación biológica. [10] La bioincrustación se divide en microincrustaciones ( formación de biopelículas y adhesión bacteriana) y macroincrustaciones (adhesión de organismos más grandes). Debido a la química y la biología distintas que determinan qué les impide asentarse, los organismos también se clasifican como tipos de incrustaciones duras o blandas. Los organismos incrustantes calcáreos (duros) incluyen percebes , briozoos incrustantes , moluscos , poliquetosy otros gusanos tubulares y mejillones cebra . Ejemplos de organismos incrustantes no calcáreos (blandos) son algas , hidroides , algas y "limo" de biopelículas. [11] Juntos, estos organismos forman una comunidad contaminante .
Las incrustaciones marinas se describen típicamente como las siguientes cuatro etapas del desarrollo del ecosistema. En el primer minuto, la interacción de van der Waals hace que la superficie sumergida se cubra con una película acondicionadora de polímeros orgánicos. En las próximas 24 horas, esta capa permite que se produzca el proceso de adhesión bacteriana , adhiriéndose tanto diatomeas como bacterias (por ejemplo, Vibrio alginolyticus , pseudomonas putrefaciens ), iniciando la formación de una biopelícula . Al final de la primera semana, los ricos nutrientes y la facilidad de adhesión a la biopelícula permiten colonizadores secundarios de esporas de macroalgas (p. Ej. , Enteromorpha intestinalis , ulothrix ) y protozoos (p. Ej.vorticella , Zoothamnium sp.) para adherirse. En 2 a 3 semanas, los colonizadores terciarios, los macrofoulers, se han adherido. Estos incluyen tunicados , moluscos y cnidarios sésiles . [12]
Los gobiernos y la industria gastan más de 5.700 millones de dólares al año para prevenir y controlar la contaminación marina. [13] La contaminación biológica ocurre en todas partes, pero es más importante económicamente para las industrias navieras , ya que la contaminación en el casco de un barco aumenta significativamente la resistencia , reduce el rendimiento hidrodinámico general de la embarcación y aumenta el consumo de combustible. [14]
