Sơn chống hà sử dụng hoạt chất hữu cơ thay thế cho oxit đồng truyền thống

Sơn chống hà sử dụng hoạt chất hữu cơ thay thế cho oxit đồng truyền thống

Doanh nghiệp/ Cá nhân đại diện: Mai Xuân Trường

Lĩnh vực Sáng kiến xanh

Lượt bình chọn:

Doanh nghiệp/ Cá nhân đại diện:

Do Công ty Sơn Hải Âu (thuộc Tổng Công ty Ba Son, Tổng cục Công nghiệp Quốc phòng) nghiên cứu và phát triển.

Giới thiệu sản phẩm:

Sự tích tụ của các sinh vật biển lên tàu thuyền và bề mặt cấu trúc ngâm trong nước, hay còn gọi là hiện tượng hà bám, liên tục gây ra những hệ lụy nghiêm trọng về mặt kinh tế, kỹ thuật và môi trường đối với ngành hàng hải toàn cầu. Quá trình này diễn ra theo các giai đoạn phức tạp, bắt đầu bằng sự hình thành của màng sinh học vi mô bao gồm các tập hợp vi khuẩn, vi sinh vật và tảo cát bám dính thông qua các tương tác siêu phân tử trên bề mặt vật liệu. Sau đó do sự hiện diện của lớp màng sinh học này tạo điều kiện thuận lợi cho sự định cư tiếp theo của các sinh vật lớn hơn như hàu, vẹm, thủy tức, rong rêu và giun ống.

Tác động vật lý của quá trình bám dính này làm thay đổi triệt để hệ số ma sát bề mặt, làm tăng đáng kể lực cản thủy động học của thân tàu. Hậu quả trực tiếp là sự suy giảm tốc độ di chuyển, gia tăng tiêu thụ nhiên liệu có thể lên tới 40%, đồng thời làm tăng chi phí bảo trì, vệ sinh thân tàu và lượng khí thải nhà kính ra môi trường.

Trong lịch sử phát triển của ngành công nghiệp sơn bảo vệ hàng hải, các nhà sản xuất đã dựa nhiều vào các chất diệt khuẩn chứa kim loại nặng để duy trì bề mặt sạch. Hệ sơn chống hà sử dụng hợp chất cơ thiếc (tiêu biểu là Tributyltin - TBT) từng là tiêu chuẩn vàng của ngành, mang lại hiệu quả chống hà xuất sắc kéo dài hơn 5 năm. Tuy nhiên từ năm 2008, do độc tính sinh thái cực kỳ nghiêm trọng mà Tổ chức Hàng hải Quốc tế (IMO) đã cấm hoàn toàn TBT trên toàn cầu. Sự thay thế phổ biến nhất sau kỷ nguyên TBT là các hệ sơn sử dụng oxit đồng (cuprous oxide - CuO). Mặc dù oxit đồng mang lại hiệu quả cao và tương đối ổn định, sự giải phóng liên tục và tích lũy của các ion đồng vào môi trường nước biển đã làm dấy lên những mối lo ngại sâu sắc về an toàn sinh thái, đặc biệt là tại các khu vực bến cảng, vịnh kín có lưu lượng neo đậu tàu thuyền giải trí lớn. Các nghiên cứu độc học sinh thái đã chỉ ra rằng đồng tích tụ sinh học trong tảo, sinh vật phù du, động vật giáp xác và đặc biệt độc hại đối với giai đoạn đầu đời của trai, hàu và nhím biển.

Phản ứng trước các nguy cơ sinh thái này, nhiều quốc gia và vùng lãnh thổ đã bắt đầu thắt chặt quy định hoặc tiến tới cấm hoàn toàn việc sử dụng sơn chống hà gốc đồng. Tại khu vực Châu Âu, các quốc gia giáp biển Baltic như Thụy Điển, Đan Mạch và Hà Lan đã tiên phong áp dụng các lệnh cấm nghiêm ngặt đối với sơn chứa đồng. Tại Hoa Kỳ, bang Washington đã thông qua đạo luật (RCW Chương 70.300 / SSB 5436) nhằm loại bỏ dần sơn gốc đồng trên tàu thuyền giải trí có chiều dài dưới 65 feet, thiết lập lộ trình cấm bán các loại sơn có hàm lượng đồng vượt quá 0,5%.Tương tự, bang California đã thiết lập các giới hạn khắt khe về tỷ lệ giải phóng đồng tại khu vực Shelter Island Yacht Basin ở San Diego nhằm tuân thủ giới hạn mãn tính 3,1 µg/L theo Đạo luật Nước sạch (CWA). Động thái này đang được Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (U.S. EPA) xem xét để áp dụng thành tiêu chuẩn giới hạn tỷ lệ giải phóng đồng trên quy mô toàn liên bang.

Đứng trước áp lực từ các quy định môi trường ngày càng khắt khe và nhu cầu cấp thiết về một giải pháp bền vững, việc nghiên cứu và phát triển các hệ sơn chống hà sử dụng chất diệt khuẩn hữu cơ, không chứa kim loại nặng trở thành một trọng tâm chiến lược. Theo đó Công ty Sơn Hải Âu ứng dụng hoạt chất tralopyril (Econea) trong công thức sơn chống hà hàng hải.

Econea là một chất diệt khuẩn hữu cơ hoàn toàn không chứa bất kỳ thành phần kim loại nào, nổi bật với khả năng tương tác sinh lý mạnh mẽ nhằm ức chế sự định cư của nhiều loại sinh vật vỏ cứng như hà, trai, hàu, thủy tức và giun ống. Hoạt tính sinh học của Econea cực kỳ mạnh mẽ, được các báo cáo kỹ thuật đánh giá là mang lại hiệu quả cao gấp 10 lần so với oxit đồng khi hoạt động trong cùng điều kiện. Điểm đáng chú ý về mặt động học môi trường của tralopyril là khả năng phân hủy cực kỳ nhanh chóng sau khi được giải phóng khỏi ma trận màng sơn vào môi trường nước biển. Thông qua quá trình thủy phân tự nhiên, Econea có thời gian bán hủy chỉ dao động từ 9 đến 16 giờ trong nước biển ở điều kiện nhiệt độ thấp (chẳng hạn ở 9°C), tạo ra các sản phẩm phụ phân hủy ít độc hại hơn nhiều đối với sinh vật biển và sở hữu hệ số tích lũy sinh học cực kỳ thấp, qua đó ngăn chặn hiện tượng ô nhiễm trầm tích đáy biển vốn là vấn nạn của các hệ sơn gốc kim loại.

Nhờ những ưu điểm đó mà các loại sơn chống hà Econea được sử dụng nhiều tại các nước tại khu vực châu Âu và Nhật Bản. Nhưng cũng vì lý do công nghệ và giá thành mà dòng sơn này chưa được sản xuất tại Việt Nam.

Hiện tại Công ty Sơn Hải Âu đã thử nghiệm 2 năm và đưa dòng sơn chống hà Econea và thương mại hóa. Theo đó cũng thiết lập bộ khung thông tin chi tiết và chuẩn mực nhằm phục vụ cho việc lập hồ sơ tham gia Cuộc thi Sáng kiến Khoa học 2026 do báo VnExpress tổ chức, đảm bảo việc xác lập quyền sở hữu trí tuệ và tuân thủ tuyệt đối các thể lệ của cuộc thi.

Tính sáng tạo và đổi mới:

Sự đột phá công nghệ nằm ở việc sử dụng hoạt chất hữu cơ Econea thay thế hoàn toàn oxit đồng, hướng tới mục tiêu tối thượng là bảo vệ môi trường.

Công nghệ này giải quyết triệt để các nhược điểm của sơn gốc đồng như: loại bỏ hiện tượng lắng cặn vật lý, phá vỡ giới hạn màu sắc (có thể pha đa dạng các màu từ trắng đến đen thay vì chỉ có đỏ hoặc đen), và đặc biệt là loại trừ rủi ro ăn mòn điện hóa, cho phép sơn thi công an toàn trên cả tàu vỏ nhôm và vỏ thép.

Ngoài ra, nhiều quốc gia và vùng lãnh thổ đã bắt đầu thắt chặt quy định hoặc tiến tới cấm hoàn toàn việc sử dụng sơn chống hà gốc đồng. Tại khu vực Châu Âu, các quốc gia giáp biển Baltic như Thụy Điển, Đan Mạch và Hà Lan đã tiên phong áp dụng các lệnh cấm nghiêm ngặt đối với sơn chứa đồng. Nên việc dần chuyển sang vật liệu chống hà mới là cần thiết.

Tính ứng dụng:

Sản phẩm có tính khả thi thương mại cực cao nhờ khả năng sử dụng cho tất cả các loại tàu thuyền từ quy mô nhỏ đến lớn.

Công thức đã được tối ưu hóa để chống chịu hoàn hảo điều kiện môi trường biển khắc nghiệt tại Việt Nam ( vùng biển ấm, mặn phù hợp cho hà phát triển).

Các quy trình công nghệ và sản xuất phù hợp với điều kiện hiện tại của công ty.

Tính hiệu quả:

Thử nghiệm ngâm phơi thực địa suốt 2 năm tại Quân cảng Lữ đoàn 171 (Vũng Tàu) và 1 năm thử nghiệm tại thuyền du lịch tại đảo Bình Hưng, Cam Ranh chứng minh màng sơn duy trì cấu trúc xuất sắc và đạt hiệu quả không bám hà tuyệt đối. Đặc biệt, bề mặt sơn Econea láng bóng, mượt mà và giữ màu tươi hơn hẳn dòng sơn gốc đồng cũ (thường bị sần sùi và tái màu theo thời gian). Bề mặt siêu nhẵn này giúp giảm tối đa lực cản thủy động học, mang lại lợi ích kinh tế trực tiếp cho mọi đội tàu nhờ việc cắt giảm đáng kể lượng nhiên liệu tiêu hao.

Tiềm năng phát triển:

Sản phẩm sở hữu tiềm năng phát triển khổng lồ trong bối cảnh toàn cầu đang hướng tới nền kinh tế xanh. Hiện nay, nhiều quốc gia ở vùng biển Baltic và các bang của Mỹ, Canada đã ban hành luật cấm sơn gốc đồng. Giải pháp công nghệ thân thiện môi trường này mở ra cơ hội đi đầu chiếm lĩnh thị trường nội địa cho mọi phân khúc tàu thuyền, đồng thời tạo tiền đề vững chắc để xuất khẩu sang các thị trường quốc tế có quy định khắt khe về bảo vệ môi trường biển.

Ngoài ra, bề mặt láng mịn tại đáy tàu khi sử dụng sơn cũng tiết kiệm được đến 40% nguyên liệu, giảm thải 1 phần đáng kể CO2 vào môi trường.

Tiêu chí về cộng đồng:

Sản phẩm mang lại giá trị to lớn cho cộng đồng bằng việc trực tiếp giải quyết bài toán ô nhiễm đại dương và biến đổi khí hậu, đúng với tinh thần "Gieo mầm công nghệ, gặt tương lai xanh" của cuộc thi. Việc ngừng sử dụng oxit đồng giúp chấm dứt sự tích tụ kim loại nặng gây ngộ độc trầm tích và hệ sinh thái đáy biển.

Đồng thời, hiệu quả tiết kiệm 40% nguyên liệu vận hành tàu trực tiếp làm giảm thiểu một lượng đáng kể khí CO2 gây hiệu ứng nhà kính.

Hoạt chất hữu cơ thay thế cũng có khả năng tự phân hủy nhanh chóng trong nước biển thành các hợp chất vô hại, giúp bảo tồn đa dạng sinh học.

Cơ sở hạ tầng:

Yêu cầu hạ tầng triển khai rất đơn giản, tương thích hoàn toàn với các công nghệ đóng tàu hiện tại.
Đối với sản xuất:
Sử dụng trực tiếp hệ thống máy khuấy, máy cán nghiền tiêu chuẩn hiện có tại Công ty Sơn hải Âu mà không yêu cầu đầu tư thêm máy móc mới.

Đối với thi công:
Do có khả năng sử dụng cho tất cả các loại tàu thuyền, sản phẩm có thể thi công bằng các công cụ cơ bản (máy phun áp lực, cọ lăn, chổi quét) tại bất kỳ bến bãi sửa chữa thủy nội địa hay xưởng đóng tàu thép, tàu nhôm, tàu gỗ nào.

Khoảng thời gian triển khai: 1-3 năm

Tài liệu mô tả kỹ thuật https://www.youtube.com/watch?v=g0-LNlr64DM

Số người tham gia: 10