Sistemas de Cultivo

Estructura impresa en 3D para la restauración del coral

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By Milthon Lujan

La restauración de corales podría volverse más fácil y rápida con el uso de la impresión 3D. A medida que la tecnología madura, podría usarse para crear de manera rápida y confiable estructuras de soporte para que los corales crezcan.

La degradación de los arrecifes de coral es un problema creciente, como consecuencia de las olas de calor marinos, la diseminación de enfermedades de los corales, y el impacto humano por la sobrepesca y la contaminación.

Los esfuerzos de restauración de arrecifes de coral emplean bloques de hormigón o marcos de metal como sustratos para el crecimiento de los corales; no obstante, la restauración resultante es lenta porque los corales depositan su esqueleto de carbonato a una velocidad de apenas milímetros por año.

Charlotte Hauser y su equipo están explorando el uso de la impresión 3D para acelerar el proceso.

“Los microfragmentos de coral crecen más rápidamente en nuestras superficies de carbonato de calcio impresas o moldeadas, que creamos para que crezcan, debido a que no necesitan construir una estructura de piedra caliza debajo”, destacó Hamed Albalawi, uno de los autores principales del estudio.

En esencia, la idea es darles a los corales una ventaja para que el arrecife pueda recuperarse más rápido.

La idea no es nueva.

Los investigadores han probado varios métodos para imprimir estructuras de soporte de coral. Sin embargo, la mayoría de los esfuerzos han utilizado materiales sintéticos, aunque se están trabajando para utilizar materiales híbridos.

El equipo de investigadores de la King Abdullah University of Science and Technology desarrolló y probó un nuevo enfoque llamado 3D CoraPrint, que utiliza una tinta fotoiniciada (CCP) de carbonato de calcio sostenible y ecológico que también desarrollaron.

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Las pruebas en acuarios han demostrado que el CCP no es tóxico, aunque los investigadores están planificando pruebas a largo plazo.

A diferencia de los enfoques existentes, que se basan en la colonización pasiva de la estructura de soporte impresa, 3D CoraPrint implica unir microfragmentos de coral al esqueleto impreso para iniciar el proceso de colonización.

Dos métodos de impresión 3D

3D CoraPrint también incorpora dos métodos de impresión diferentes, los cuales comienzan con un modelo escaneado de un esqueleto de coral. 

En el primer método, se imprime el modelo y luego se utiliza la impresión para obtener un molde de silicona. La estructura final se produce llenando el molde de tinta CCP.

En el segundo método, la estructura de soporte se imprime directamente usando la tinta CCP.

Los dos enfoques ofrecen ventajas complementarias. 

Crear un molde significa que la estructura se puede reproducir fácil y rápidamente, pero el proceso de curado limita el tamaño del molde; mientras que la impresión directa es más lenta y de menor resolución, pero permite la personalización individual y la creación de estructuras más grandes.

“Con la impresión 3D y los moldes, podemos obtener flexibilidad y una imitación de lo que ya está sucediendo en la naturaleza”, dijo Zainab Khan, el otro autor principal del estudio. “La estructura y el proceso pueden estar lo más cerca posible de la naturaleza. Nuestro objetivo es facilitar eso”.

Referencia:
Abalawi, H.I, Khan, Z.N., Valle-Pérez, A.U., Kahin, K.M., Hountondji, M., Alwazani, H., Schmidt-Roach, S., Bilalis, P., Aranda, M., Duarte, C.M. & Hauser, C.A.E. Sustainable and eco-friendly coral restoration through 3D printing and fabrication. ACS Sustainable Chemistry & Engineering 9, 12634–12645 (2021) 

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