Avaliação das propriedades antincrustantes de partículas de TiO2 dispersas em tinta

Abstract

A bioincrustação consiste na formação e desenvolvimento de uma variedade de comunidades biológicas que se acumulam nas superfícies de estruturas submersas como bactérias, fungos, mexilhões, ostras e algas. A microfauna incrustante quando não controlada, pode ocasionar impactos negativos como defeitos em equipamentos, contaminação de produtos, perdas energéticas devido ao aumento de atrito, aumento de resistência à transferência de calor e perdas de pressão. No cenário naval, a bioincrustação produzirá no casco uma superfície rugosa e com irregularidades que acarretam aumento da resistência ao avanço, gerando maior consumo de combustível. Pode-se realizar a inibição desse processo através de tintas antincrustantes. Essas tintas são aplicadas para toda e qualquer superfície metálica submersa em água do mar, como plataformas e cascos de embarcações. Dentre os materiais já desenvolvidos para este fim, pode-se citar às tintas à base da substância TBT (Tributil estanho), que apesar de terem eficiência comprovada, são altamente tóxicas. Pesquisas recentes apontam para o dióxido de titânio (TiO2) para redução ou controle de crescimento de microrganismos. Tais materiais, quando expostos aos raios UV, degradam a matéria orgânica apresentando características bactericidas. Prejuízos econômicos e ambientais decorrentes da incrustação têm atingido até milhares de milhões de dólares anualmente. Neste sentido, este trabalho tem como objetivo estudar o desenvolvimento de materiais e a minimização do processo de bioincrustação em superfícies metálicas. Para o desenvolvimento do trabalho, foram realizadas soluções contendo TiO2 do tipo rutilo, anatase e também a mistura dos dois em quantidades de 5%, 10%, 15%, 20% em uma tinta comercial naval e aplicadas como revestimento de superfícies de amostras de alumínio previamente preparado para receber a tinta. A composição química das amostras e a medições de ângulo de contato com e sem a presença de radiação UV-A foram alguns parâmetros monitorados, além de submeter as amostras para avaliação em ambiente marinho. Através das análises morfológicas provenientes da técnica MEV/EDS, constatou-se a presença do elemento TiO2 no composto aplicado como revestimento na superfície das amostras. Os resultados de ângulo de contato realizados entre as amostras que foram expostas a radiação UV-A e as que não foram expostas, apresentaram uma pequena variação no valor do ângulo, valores que não nos permitem afirmar se houve ativação fotocatalítica do TiO2. Por fim, as análises realizadas em campo, apresentaram o surgimento dos microrganismos na superfície das amostras. Resultado evidencia que os revestimentos a base de TiO2 utilizados, obtiveram pouca eficiência no combate a bioincrustação.

Biofouling consists of the formation and development of a variety of biological communities that accumulate on the surfaces of submerged structures such as bacteria, fungi, mussels, oysters and algae. Biofouling when uncontrolled can cause negative impacts such as equipment defects, product contamination, energy losses due to increased friction, increased heat transfer resistance and pressure losses. In the naval scenario, biofouling will produce a rough surface in the hull and with irregularities that increase the resistance to the advance, generating higher fuel consumption. This process can be exhibited by anti-fouling paints. These paints are applied to any and all metal surfaces submerged in sea water, such as platforms and boat hulls. Among the materials already developed for this purpose, we can mention the paints based on the substance TBT (Tributil tin), which despite proven efficiency, are highly toxic. Recent research indicates to titanium dioxide (TiO2) for reduction or control of growth of microorganisms. These materials, when exposed to UV rays, degrade organic matter presenting bactericidal characteristics. Economic and environmental damages from fouling have reached millions of dollars annually. In this sense, this final paper has as purpose study the development of materials and the minimization of the biofouling process on metal surfaces. For the development of the paper, were performed solutions containing rutile-type TiO2, anatase and also the mixture of the two in amounts of 5%, 10%, 15%, 20% in a commercial marine paint and applied as coating of sample surfaces Of aluminum previously prepared to receive the paint. The chemical composition of the samples and the contact angle measurements with and without the presence of UV-A radiation were some parameters monitored, besides to submit the samples for evaluation in marine environment. The presence of the TiO2 element in the compound applied as a coating on the surface of the samples was verified through the morphological analysis of the MEV / EDS technique. The contact angle results obtained in the samples exposed to UV-A radiation and those that were not exposed showed a small variation in the angle value. Values that do not allow us to state if there was photocatalytic activation of TiO2. Results show that the TiO2 coatings used, obtained little efficiency in the fight against biofouling.