ENDFOULING convierte residuos de los puertos en soluciones sostenibles contra las incrustaciones que disparan el consumo de los barcos.
- 🌊 Biofouling, un problema ambiental y económico todavía poco visible.
- ⛽ Hasta un 9 % del consumo de combustible asociado a las incrustaciones marinas.
- 🌍 Entre 80 y 90 millones de toneladas de CO₂ emitidas cada año por este fenómeno.
- ♻️ Residuos orgánicos portuarios convertidos en materias primas de valor.
- 🦠 Enzimas y microorganismos para desarrollar alternativas biológicas.
- 🚢 Menor resistencia al avance, menos mantenimiento y embarcaciones más eficientes.
- 🤖 Inteligencia artificial y bioinformática para acelerar la búsqueda de compuestos eficaces.
Un proyecto valenciano convierte residuos portuarios en soluciones biológicas para reducir el consumo de combustible de los barcos
El transporte marítimo mueve alrededor del 80 % del comercio mundial por volumen, pero una parte de su impacto ambiental permanece fuera del debate público. Bajo la línea de flotación, millones de embarcaciones acumulan bacterias, algas, moluscos y otros organismos que se adhieren progresivamente a los cascos.
Es el llamado biofouling o incrustación biológica marina.
Puede parecer un problema menor. No lo es.
Una superficie cubierta de organismos pierde propiedades hidrodinámicas, aumenta su resistencia al desplazamiento y obliga a los motores a consumir más energía para mantener la velocidad. Según datos manejados por el proyecto ENDFOULING a partir de estimaciones de la Organización Marítima Internacional, alrededor del 9 % del combustible consumido por los barcos está relacionado con los efectos de estas incrustaciones.
El consumo adicional puede generar entre 80 y 90 millones de toneladas de CO₂ cada año.
Frente a este problema, un proyecto desarrollado en la Comunitat Valenciana plantea una estrategia diferente: aprovechar residuos orgánicos generados en los propios puertos para producir aditivos biológicos capaces de dificultar la colonización de los cascos y otras estructuras sumergidas.
De residuo portuario a materia prima para proteger embarcaciones
ENDFOULING reúne a AIMPLAS, BiotechVana, Fundación Valenciaport y Seroil Valencia en torno a una idea con bastante sentido desde la perspectiva de la economía circular.
Los puertos concentran diariamente grandes flujos de mercancías, pasajeros, alimentos y actividades industriales. Todo ello genera residuos orgánicos que necesitan ser recogidos, transportados y tratados.
El proyecto investiga cómo aprovechar parte de estos recursos para obtener compuestos de origen biológico con propiedades antifouling.
La propuesta permite conectar dos problemas que habitualmente se gestionan por separado.
Por un lado, la generación de residuos en las instalaciones portuarias. Por otro, la necesidad de proteger embarcaciones e infraestructuras marinas frente a la acumulación de organismos.
Transformar un residuo local en una materia prima útil para otra actividad desarrollada dentro del mismo ecosistema portuario puede reducir costes de gestión, aprovechar recursos y disminuir la dependencia de determinadas sustancias de origen fósil.
Economía circular llevada al terreno práctico.
El biofouling empieza mucho antes de que aparezcan percebes y algas
Las incrustaciones marinas no aparecen de un día para otro. El proceso comienza prácticamente desde que una superficie limpia entra en contacto con el agua.
En pocas horas se forma una película microscópica de moléculas orgánicas. Después llegan bacterias y microorganismos que crean una capa biológica conocida como biofilm.
Esa primera colonización facilita posteriormente la adhesión de organismos mayores, como algas, percebes, mejillones y otros invertebrados.
Cuando el problema resulta visible, buena parte del proceso ya está avanzado.
La estrategia de ENDFOULING consiste precisamente en actuar durante esas primeras fases mediante enzimas y microorganismos capaces de dificultar la formación y consolidación del biofilm.
Evitar la colonización inicial podría reducir la necesidad de recurrir posteriormente a limpiezas intensivas o tratamientos más agresivos.
Inteligencia artificial para buscar compuestos biológicos más eficaces
Identificar enzimas, microorganismos o moléculas con actividad antifouling entre miles de posibles candidatos requiere una enorme cantidad de pruebas.
Aquí entra una de las partes más interesantes del proyecto.
ENDFOULING utiliza herramientas de inteligencia artificial, bioinformática y análisis de datos para estudiar posibles compuestos y seleccionar aquellos con mayor potencial antes de pasar a las fases experimentales.
Estos sistemas permiten analizar bases de datos biológicas, comparar estructuras moleculares y estudiar interacciones entre proteínas y materiales.
El objetivo es reducir el número de ensayos necesarios y concentrar los recursos en las soluciones con mayores probabilidades de funcionar.
La combinación de biotecnología, ciencia de materiales e inteligencia artificial refleja un cambio importante en la investigación ambiental. Los problemas complejos empiezan a abordarse desde disciplinas que hace apenas unos años trabajaban de forma bastante más aislada.
El gran reto: conseguir que los compuestos biológicos sigan funcionando dentro del material
Encontrar una sustancia con actividad antifouling es solo una parte del problema.
Después hay que incorporarla a pinturas, recubrimientos, polímeros u otros materiales utilizados en el entorno marítimo.
Y hacerlo sin que pierda sus propiedades.
Los procesos industriales pueden someter los materiales a temperaturas elevadas, presión y esfuerzos mecánicos capaces de degradar enzimas y otros compuestos biológicos.
AIMPLAS trabaja en el desarrollo de sistemas de protección y encapsulación que permitan integrar estos aditivos en materiales plásticos manteniendo su actividad durante el mayor tiempo posible.
También será necesario controlar la velocidad con la que los compuestos actúan o se liberan en contacto con el agua.
Una liberación demasiado rápida reduciría la duración del tratamiento. Una demasiado lenta podría disminuir su eficacia.
Ahí está buena parte del desafío tecnológico.
Probar las soluciones en el mar será decisivo
El comportamiento de un material en laboratorio puede ser muy diferente al que presenta después de varios meses sumergido.
Temperatura, salinidad, radiación solar, corrientes, contaminación, concentración de nutrientes y especies presentes cambian enormemente entre unas zonas marítimas y otras.
Por esta razón, ENDFOULING contempla el desarrollo de prototipos y pruebas en condiciones reales de funcionamiento.
Estas demostraciones permitirán comprobar la resistencia de los materiales, la duración del efecto antifouling y su comportamiento frente a diferentes comunidades de organismos marinos.
También resultará fundamental estudiar la posible ecotoxicidad de los compuestos desarrollados y garantizar que su utilización no genere impactos inesperados sobre especies que no son el objetivo del tratamiento.
Que una solución tenga origen biológico no garantiza automáticamente que sea inocua para todos los ecosistemas.
Un problema que también favorece la expansión de especies invasoras
El biofouling tiene otra consecuencia ambiental menos conocida.
Los cascos de barcos, plataformas, boyas y otras estructuras móviles pueden transportar organismos vivos durante cientos o miles de kilómetros.
Cuando una embarcación llega a otro puerto, algunas especies pueden desprenderse, reproducirse y establecer nuevas poblaciones.
El transporte marítimo se convierte así en una vía de propagación de especies exóticas invasoras, capaces de alterar ecosistemas, competir con especies locales y provocar daños económicos.
La Organización Marítima Internacional adoptó en 2023 una revisión de sus directrices para el control y la gestión del biofouling de los buques.
El objetivo es mejorar la gestión preventiva, promover inspecciones, facilitar la limpieza de los cascos y reducir la transferencia de organismos acuáticos invasores.
El desarrollo de materiales capaces de mantener las superficies limpias durante periodos prolongados puede convertirse en una herramienta complementaria para cumplir estos objetivos.
Reducir el consumo de combustible también facilita la descarbonización marítima
La eficiencia energética será cada vez más importante para las navieras.
La Organización Marítima Internacional ha establecido el objetivo de alcanzar emisiones netas cero de gases de efecto invernadero procedentes del transporte marítimo internacional alrededor de 2050.
La transición exigirá nuevos combustibles, motores más eficientes, electrificación de determinadas rutas, optimización logística y tecnologías capaces de reducir el consumo energético.
Mantener los cascos limpios es una de las medidas disponibles.
Un barco con menor resistencia hidrodinámica necesita menos energía para recorrer la misma distancia.
Además, mejorar la eficiencia permite aprovechar mejor combustibles alternativos como el metanol verde, el amoniaco renovable o el hidrógeno, cuya producción seguirá siendo limitada y costosa durante los próximos años.
Cada unidad de energía que no necesita consumirse reduce también la cantidad de combustible renovable que será necesario producir.
Qué impacto puede tener en el medio ambiente
El beneficio ambiental potencial de una tecnología antifouling biológica depende de algo muy concreto: cuánto tiempo mantiene su eficacia y qué sustancias libera al medio marino.
Si los materiales desarrollados consiguen reducir la acumulación de organismos durante periodos prolongados, las embarcaciones podrían necesitar menos combustible, disminuir sus emisiones y espaciar determinadas operaciones de limpieza y mantenimiento.
También podría reducirse el uso de algunos tratamientos convencionales basados en sustancias biocidas que terminan liberándose gradualmente al agua.
Otro efecto relevante estaría en la gestión de residuos.
Aprovechar corrientes orgánicas generadas en los puertos para producir nuevos materiales permitiría recuperar recursos que actualmente requieren tratamiento o eliminación.
La escala será determinante.
Un tratamiento eficaz en una pequeña embarcación tiene un impacto limitado. Aplicado a flotas pesqueras, ferris, buques mercantes, instalaciones acuícolas, plataformas marinas o infraestructuras portuarias, el ahorro acumulado puede ser considerable.
También existe una oportunidad industrial. Los puertos podrían evolucionar hacia ecosistemas circulares donde determinados residuos se transformen cerca del lugar en el que se generan y vuelvan a utilizarse en nuevas aplicaciones marítimas.
Menos transporte de residuos. Más aprovechamiento local de recursos.
De la economía circular experimental a una solución industrial
ENDFOULING se encuentra dentro de una tendencia más amplia que busca convertir los puertos en espacios de experimentación para nuevas tecnologías ambientales.
Puertos europeos como Rotterdam, Amberes-Brujas o Valencia participan desde hace años en proyectos relacionados con combustibles renovables, electrificación de muelles, captura de carbono, simbiosis industrial y aprovechamiento de residuos.
El siguiente paso consiste en conectar estas iniciativas.
Una instalación portuaria capaz de producir energía renovable, recuperar materiales, reutilizar residuos orgánicos y mejorar la eficiencia de los barcos que recibe puede reducir su impacto ambiental desde varios frentes al mismo tiempo.
Sin embargo, llevar un producto antifouling biológico al mercado requerirá superar barreras técnicas y económicas.
Los nuevos materiales tendrán que demostrar durabilidad, estabilidad, seguridad ambiental, facilidad de fabricación y costes competitivos frente a tecnologías que llevan décadas utilizándose.
También deberán adaptarse a diferentes tipos de embarcaciones y condiciones de navegación.
No será inmediato. Pero el enfoque resulta interesante porque intenta intervenir en el problema desde su origen: evitar que los organismos se adhieran antes de tener que eliminarlos.
Potencial
La mayor aportación de ENDFOULING puede estar en demostrar que los residuos generados por una actividad industrial pueden convertirse en recursos para reducir el impacto ambiental de esa misma actividad.
Si las tecnologías desarrolladas alcanzan suficiente durabilidad y pueden fabricarse a escala industrial, podrían aplicarse en barcos mercantes, embarcaciones pesqueras, ferris, instalaciones acuícolas, plataformas marinas, boyas y otras infraestructuras sumergidas.
La reducción del biofouling ayudaría a disminuir el consumo energético de las flotas existentes, algo especialmente relevante mientras el transporte marítimo avanza lentamente hacia combustibles con menores emisiones.
También podría mejorar la prevención de especies invasoras y reducir la frecuencia de determinadas operaciones de limpieza.
A medio plazo, el verdadero potencial aparece al combinar varias tecnologías.
Sensores capaces de detectar las primeras fases del biofouling. Sistemas digitales para decidir cuándo limpiar un casco. Robots submarinos que realicen inspecciones y mantenimiento. Nuevos recubrimientos biológicos desarrollados a partir de residuos locales.
Juntas, estas herramientas pueden cambiar la forma en la que se mantienen las embarcaciones.
El proyecto ENDFOULING, financiado por IVACE+i dentro de la convocatoria 2024 de Proyectos Estratégicos en Cooperación, todavía deberá demostrar que sus soluciones funcionan durante largos periodos en condiciones marítimas reales.
Ese será el punto decisivo.
Convertir residuos portuarios en materiales capaces de reducir el consumo de combustible, proteger los ecosistemas marinos y prolongar la vida útil de las infraestructuras representaría un ejemplo concreto de economía circular aplicada a uno de los sectores más importantes y difíciles de descarbonizar de la economía mundial.
Vía Aimplas
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