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livello elementare.
ARGOMENTO: AMBIENTE
PERIODO: XXI SECOLO
AREA: MAR MEDITERRANEO
parole chiave: Brachidontes pharaonis, biocidi, sistemi antifouling
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Le invasioni biologiche rappresentano una grave minaccia ambientale e il numero di specie aliene e i problemi che causano in tutto il mondo è in aumento. L’invasione di specie dal Mar Rosso al Mediterraneo attraverso il Canale di Suez è nota come Migrazione Lessepsiana, dal nome di Ferdinand De Lesseps, progettista e ingegnere capo all’epoca della costruzione del canale. Quando il Canale di Suez fu aperto nel 1869, le calde acque del mar Rosso iniziarono a fluire verso il Mediterraneo orientale trasportando specie animali e vegetali estranee. Fu un’invasione di successo in quanto molte di loro si dimostrarono tolleranti e adattabili alle variazioni di salinità e di temperatura tra il Mediterraneo e il Mar Rosso.
Brachidontes pharaonis – Fonte MNHN – Museum national d’Histoire naturelle (2020). The molluscs collection (IM) of the Muséum national d’Histoire naturelle (MNHN – Paris). Version 70.159.
Brachidontes pharaonis (MNHN-IM-2000-33997) 001.jpeg – Wikimedia Commons
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Questo processo, favorito anche dalle larve sugli scafi dei mercantili, è favorito dall’aumento delle temperature marine legato al riscaldamento globale che ha coinvolto sia le specie indigene (meridionalizzazione) che quelle non indigene (tropicalizzazione). Fra di esse voglio ricordare il mitile indo-pacifico Brachidontes pharaonis, considerato un eccellente esempio di invasione lessepsiane, una specie molto invasiva di bivalvi che sta mettendo seriamente a rischio l’efficienza degli impianti industriali che usano acqua di mare per il loro raffreddamento. Recentemente, un massiccio e ripetuto insediamento di B. pharaonis è stato segnalato in un grande impianto industriale polifunzionale in Sicilia (Siracusa); un problema serio, con costi significativi, e non facilmente controllabile. L’insediamento di organismi incrostanti a guscio duro provoca infatti danni all’integrità dei materiali con ricorrenti guasti alle apparecchiature, iniziando con la riduzione dei flussi delle tubolature, fino ad ostruzioni dei tubi di aspirazione e del condensatore, con danni meccanici alle pompe e maggiore corrosione interne. In pratica comportando l’aumento dei costi di manutenzione e operativi a causa delle necessarie e frequenti pulizie, e, in extremis, con la sostituzione prematura delle apparecchiature. Purtroppo, larve di questi bivalvi, sono entrate nel Mediterraneo attraverso il Canale di Suez, scaricate dalle acque di zavorra dei mercantili. La “cozza egiziana“, come viene comunemente chiamato il Brachidontes pharaonis, è un bivalve con valve uguali, allungate e asimmetriche che può misurare fino a 4 cm. Come tutti i bivalvi aderisce fortemente a substrati rocciosi ed alle costruzioni artificiali per mezzo di un bisso molto spesso, colonizzando anche gli scafi delle imbarcazioni nei porti ed i tubi di aspirazione e generando un effetto chiamato biofouling. Questa specie compete con i bivalvi indigeni (Mytilus galloprovincialis), perché è particolarmente adattata alle condizioni mediterranee, molto probabilmente a causa della sua plasticità fisio-ecologica.
Ricordo che il biofouling è un accumulo di microrganismi, piante, alghe o piccoli animali su superfici bagnate che causano carenze strutturali e funzionali. Il biofouling può anche essere un vettore significativo per il trasporto di specie acquatiche invasive.
Undervandsskrog.JPG – Wikimedia Commons
Come è ben noto ai marinai da secoli, le incrostazioni sugli scafi e nei sistemi di raffreddamento ad acqua di mare sono un problema importante che si combatte con sostanze antivegetative. Per questo motivo le vernici antivegetative sono state ampiamente utilizzate nei settori della navigazione commerciale e della nautica da diporto per eliminare queste incrostazioni biologiche che aumentano la resistenza aerodinamica e quindi riducono le prestazioni in termini di velocità delle imbarcazioni. Un effetto non trascurabile che si ripercuote anche nei consumi che possono aumentare fino al 40%.
Le sostanze impiegate per contrastare il biofouling sono state per molto tempo tossiche; negli ultimi decenni gli sforzi, per impiegare materiali sempre meno impattanti, hanno portato ai biocidi, un campo di ricerca che sostiene una spesa annua di diversi miliardi di dollari per mitigare gli effetti mantenendo l’efficienza utilizzando sostanze sempre meno impattanti per l’ambiente marino. Ad esempio, in Italia, l’Istituto di Scienze Marine (ISMAR) è da tempo impegnato ad analizzare l’efficacia e la compatibilità ambientale dei nuovi biocidi utilizzati nel trattamento delle acque degli impianti industriali. Sfortunatamente i trattamenti chimici antivegetativi di routine si sono rivelati totalmente inefficaci contro il Brachidontes pharaonis per cui si stanno studiando nuovi prodotti antivegetativi che non producano residui tossici nelle acque di scarico.
sistemi ad ultrasuoni sono utili per ridurre la formazione di fouling Ultrasonic Antifouling (boat).jpg – Wikimedia Commons
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Per questo motivo, anche in linea con le Migliori Tecnologie Disponibili (BAT – Direttiva UE sulla prevenzione e la riduzione integrate dell’inquinamento 96/61/CE), si ricercano nuovi prodotti Anti Fouling specifici per questa nuova specie target, che possano essere utilizzati in sicurezza nell’ambiente e che non producano residui tossici nelle acque di raffreddamento in scarico. Secondo uno studio italiano1, Settlement of the alien mollusc Brachidontes pharaonis in a Mediterranean industrial plant: Bio assays for antifouling treatment optimization and management, che riassume i risultati di uno screening di efficacia in laboratorio di prodotti contro il Brachidontes pharaonis, sembrano promettenti una serie di biocidi alternativi non ossidanti2 che avrebbero un meccanismo d’azione più specifico e selettivo rispetto ai biocidi ossidanti. Inoltre, altri sistemi antivegetativi, come MGPS (Marine Growth Prevention Systems)3 e soluzioni ICAF (Impress Current Anti-Fouling) per l’elettroclorazione, si sono dimostrati efficaci per prevenire la bio-incrostazione, riducendo così i costi di manutenzione e migliorando le prestazioni operative. Non ultimo i sistemi antivegetativi ad ultrasuoni che possono prevenire e gestire la crescita marina (o biofouling) sugli scafi delle navi, impiegando la “cavitazione acustica“, in cui le onde sonore ad alta frequenza producono bolle microscopiche nell’acqua. Di fatto ciò impedisce che si attacchino agli scafi delle imbarcazioni, funzionando con un approccio proattivo anziché reattivo, atossico, e che riduce il loro impatto ambientale.
Vincenzo Popio
in anteprima pulizia di uno scafo da fouling, un problema ben noto sin dall’antichità. Alle specie autoctone si sono sommate alcune aliene come la cozza egiziana di cui parliamo in questo articolo
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2 biocidi alternativi non ossidanti come il NALCO® 77351, appartenente al gruppo dei composti di ammonio quaternario, il NALCO® 73532, gruppo organo-zolfo ed il NALCO® 73503, gruppo alchilfosfonio
3 Il principio di base su cui funziona il MGPS è l’elettrolisi con l’uso di anodi di rame, alluminio e ferro. Gli anodi sono normalmente fissati a coppie sullo scafo nella direzione del flusso dell’acqua. Il sistema è costituito da un’unità di controllo che fornisce corrente agli anodi e li monitora. Durante il funzionamento, l’anodo di rame produce ioni, che vengono trasportati via dall’acqua nel sistema di tubazioni e macchinari. La concentrazione di rame nella soluzione è inferiore a due parti per miliardo, ma sufficiente a impedire alla vita marina di stabilirsi.
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Laureato in Scienze Marine presso l’Università di Pisa con un Ph. D. in Maritime Science e Master in “Environmental science and sea pollution research” presso la Pacific Western University di Los Angeles, California, il dottor Popio ha trascorso oltre 32 anni di servizio attivo nella Marina Militare. Ha ricoperto incarichi di Comando a bordo delle unità navali, come Direttore agli Studi presso Istituti di Formazione militare e come rappresentante della Marina presso l’Ufficio del Sottocapo di Stato Maggiore della Difesa. Lasciato il servizio attivo, il dr. Popio, ha continuato, in campo civile, a fornire il proprio contributo per la salvaguardia dell’ambiente marino e di tutte le sue specie, collaborando in diversi progetti riguardanti l’ambiente, con le Università di Bari, Lecce, Napoli e con l’Istituto per l’Ambiente Marino Costiero-CNR di Taranto. Numerosi sono gli articoli pubblicati sulla stampa locale sull’inquinamento (aria, mare, suolo) a Taranto, dovuto alla presenza delle industrie pesanti. Uno studio particolare è stato effettuato sul Mar Piccolo e il Mar Grande di Taranto.