A libertação contínua de agentes anti-incrustantes (AI) agressivos no ambiente marinho tem provocado impactos ecológicos significativos nos ecossistemas marinhos, evidenciando a necessidade urgente de alternativas mais sustentáveis. Num contexto de crescente utilização do oceano por setores como a aquacultura, o transporte marítimo, as pescas, a mineração e as atividades recreativas, o desenvolvimento de estratégias eficazes e ambientalmente compatíveis para o controlo da bioincrustação é essencial para apoiar um crescimento azul sustentável. A natureza oferece múltiplos exemplos de estratégias anti-incrustantes eficazes, uma vez que vários organismos marinhos apresentam proteção natural contra a epibiose. Estes mecanismos incluem defesas químicas, produção de metabolitos bioativos, arranjos estruturais e texturais específicos das superfícies externas, simbioses microbianas, entre outros processos metabólicos. Por exemplo,compostos naturais como o ácido zosterico proveniente da erva-marinha (Zostera marina) e o 6-bromoindole-3-carbaldeído produzido por bactérias associadas a corais, bem como biopolímeros como quitosano, alginatos e celulose presentes em algas marinhas e invertebrados, têm demonstrado eficácia anti-incrustante.
O desenvolvimento de novas tecnologias AF inspiradas numa combinação destas estratégias naturais (biónica) representa uma via promissora para a criação de novos materiais anti-incrustantes eficazes e biodegradáveis. Inspirado neste conceito, o projeto ECOAT pretende desenvolver tecnologias anti-incrustantes ecológicas bioinspiradas, incluindo revestimentos ecológicos e protótipos impressos em 3D, através da integração de produtos naturais bioativos com matrizes poliméricas bioinspiradas. Esta estratégia multifuncional combina mecanismos ecológicos anti-incrustantes complementares, de forma a melhorar simultaneamente o desempenho e a compatibilidade ambiental em comparação com as soluções atualmente disponíveis no mercado. Os revestimentos e protótipos resultantes deverão responder às necessidades de diversas aplicações industriais, incluindo aparelhos de aquacultura de bivalves, redes, revestimentos e tintas, ao mesmo tempo que fornecem soluções inovadoras para utilizadores finais e investidores tecnológicos.
Para além do desenvolvimento de novos materiais, o ECOAT procura compreender os mecanismos ecológicos subjacentes ao desempenho anti-incrustante. Especificamente, o projeto irá investigar quais as combinações de compostos bioativos e matrizes de biopolímeros que previnem de forma mais eficaz a bioincrustação in situ, explorando também os processos biológicos e químicos responsáveis por esses resultados. O projeto baseia-se na hipótese cientifica de que materiais anti-incrustantes biónicos eficazes podem selecionar comunidades incrustantes com baixa diversidade, que por sua vez contribuem para inibir colonizações subsequentes. A formação inicial de biofilmes e comunidades incrustantes é influenciada pela biodiversidade marinha circundante, mas é fortemente moldada pelas propriedades do substrato de colonização. Os primeiros colonizadores microbianos podem determinar a estrutura subsequente da comunidade através de sinais químicos, incluindo metabolitos secundários e estruturas macromoleculares que regulam as interações entre microrganismos, organismos bentónicos e o seu ambiente. Contudo, a identidade destes moduladores permanece pouco compreendida. Ao analisar a diversidade química e biológica das comunidades incrustantes iniciais associadas aos protótipos ECOAT e ao compará-las com controlos fortemente colonizados e com as comunidades ambientais circundantes, o projeto fornecerá novos conhecimentos sobre os mecanismos moleculares e ecológicos que conduzem os processos anti-incrustantes.
O ECOAT reúne competências complementares através de um enquadramento colaborativo que envolve três instituições beneficiárias: o CIIMAR, com experiência em compostos anti-incrustantes naturais, compostos bioinspirados, avaliação de risco ecológico, testes in situ, metabolómica e sequenciação; a Faculdade de Farmácia da Universidade do Porto (FFUP), com experiência em compostos bioativos sintéticos bioinspirados; e o CICECO – Universidade de Aveiro, especializado em engenharia de materiais biopoliméricos e impressão 3D.
O projeto ECOAT irá gerar conhecimento científico inovador alinhado com as prioridades do desenvolvimento sustentável, contribuindo para a valorização dos recursos naturais marinhos e promovendo benefícios ambientais e sociais.