El helecho acuático Salvinia molesta atrapa bajo el agua en una fina capa de aire, que puede aguantar durante muchas semanas. Crédito:Prof.Dr. Wilhelm Barthlott / Universidad de Bonn
Si los cascos de los barcos estuvieran recubiertos con materiales especiales de alta tecnología para atrapar aire, Se podría evitar hasta un uno por ciento de las emisiones globales de CO2. Esta es la conclusión a la que llegaron científicos de la Universidad de Bonn junto con colegas de St. Augustin y Rostock en un estudio reciente. Según el estudio, los barcos podrían ahorrar hasta un 20 por ciento de combustible como resultado de una menor resistencia. Si también se consideran los llamados efectos antiincrustantes, como el crecimiento reducido de organismos en el casco, la reducción puede incluso duplicarse. El estudio se ha publicado ahora en la revista "Philosophical Transactions A".
Los barcos se encuentran entre los peores consumidores de combustible del mundo. Juntos, queman aproximadamente 250 millones de toneladas por año y emiten alrededor de mil millones de toneladas de dióxido de carbono al aire, aproximadamente la misma cantidad que toda Alemania emite durante el mismo período. La principal razón de esto es el alto grado de resistencia entre el casco y el agua, que ralentiza constantemente el barco. Según el tipo de barco, el arrastre representa hasta el 90 por ciento del consumo de energía. Esto también lo convierte en un factor económico enorme:después de todo, el consumo de combustible es responsable de la mitad de los costos de transporte.
La resistencia se puede reducir significativamente utilizando trucos técnicos. Por ejemplo, la llamada "tecnología de microburbujas" bombea activamente burbujas de aire debajo del casco. Luego, el barco viaja sobre una alfombra de burbujas, lo que reduce la resistencia. Sin embargo, la producción de burbujas consume tanta energía que el efecto de ahorro total es muy pequeño.
Los recubrimientos retienen el aire durante semanas
Los revestimientos novedosos de alta tecnología pueden prometer una solución. Pueden retener aire durante largos períodos de incluso semanas. "Hace unos 10 años, ya pudimos demostrar en un prototipo que, en principio, es posible reducir la resistencia hasta en un diez por ciento, "explica el Dr. Matthias Mail del Instituto Nees para la Biodiversidad de las Plantas de la Universidad de Bonn, uno de los autores del estudio. "Nuestros socios de la Universidad de Rostock lograron más tarde una reducción del 30 por ciento con otro material desarrollado por nosotros". Desde entonces, varios grupos de trabajo han retomado el principio y lo han desarrollado aún más. La tecnología aún no está lo suficientemente madura para su uso práctico. Sin embargo, los autores pronostican un potencial de ahorro de combustible de al menos un cinco por ciento a mediano plazo, pero lo más probable es que incluso el 20 por ciento.
Imagen de microscopio electrónico de barrido de una superficie inspirada en la de Salvinia. Crédito:Prof.Dr. Wilhelm Barthlott / Universidad de Bonn
En su publicación en las renombradas "Transacciones filosóficas" de la Royal Society británica, fundada por Isaac Newton, calcularon las ventajas económicas y ecológicas que esto traería. Por ejemplo, un buque portacontenedores comercial en su camino de Baltimore (EE. UU.) a Bremerhaven podría reducir sus costos de combustible hasta en 160, 000 dólares estadounidenses. En todo el mundo, las emisiones de dióxido de carbono, un gas de efecto invernadero, se reducirían en un máximo de 130 millones de toneladas.
Teniendo en cuenta el crecimiento reducido de percebes y otros organismos acuáticos, que causa una enorme pérdida adicional de arrastre, esta cantidad se eleva incluso a casi 300 millones de toneladas. Esto corresponde a casi el uno por ciento de las emisiones globales de CO2. "Por supuesto, estas cifras son optimistas, "dice Mail." Pero muestran cuánto potencial tiene esta tecnología ".
Helecho flotante hidrofóbico
Las capas de alta tecnología se basan en modelos de la naturaleza, como el helecho flotante Salvinia molesta. Esto es extremadamente hidrofóbico:cuando se sumerge y se saca de nuevo, el líquido se escurre inmediatamente. Después, la planta está completamente seca. O para ser más precisos:en primer lugar, nunca estuvo realmente húmedo. Porque bajo el agua, el helecho se envuelve en una fina capa de aire. Esto evita que la planta entre en contacto con el líquido, incluso durante una inmersión de varias semanas. Los científicos llaman a este comportamiento "superhidrofóbico".
Salvinia tiene pequeños pelos similares a batidores de huevos en la superficie de sus hojas. Estos son repelentes al agua en su base, pero hidrofílico en su punta. Con estas puntas de cabello, el helecho acuático "clava" firmemente una capa de agua alrededor de sí mismo. Su pequeño vestido de aire atrapado mantenido en su lugar por la capa de agua. Quizás este principio pronto cause sensación en un contexto completamente diferente:como potente lubricante para petroleros.