El papel de la impresión 3D en la conservación de los océanos
La salud de nuestros océanos es fundamental para el bienestar de nuestro planeta, pero en esta era moderna, se enfrentan a desafíos cada vez más importantes: el calentamiento y la acidificación inducidos por el cambio climático, la contaminación plástica que asfixia la vida marina, la destrucción del hábitat, el aumento del nivel del mar y las prácticas pesqueras insostenibles. Estos desafíos socavan colectivamente los ecosistemas marinos, ponen en peligro a las especies y perturban las economías costeras que dependen de océanos saludables. Se necesitan soluciones inmediatas para mitigar estos impactos y salvaguardar nuestros recursos oceánicos para las generaciones futuras.
Y eso sin mencionar el hecho de que muchos de estos problemas son causados por el hombre, por ejemplo, la destrucción de hábitats debido a actividades como el desarrollo costero y la pesca de arrastre, así como el agotamiento de las poblaciones de peces por la sobrepesca. Los humanos también son víctimas, ya que la amenaza del aumento del nivel del mar, consecuencia del cambio climático y el deshielo de los glaciares, también es una preocupación importante para las comunidades costeras. Lo que está claro en cualquier caso es que los problemas generalizados amenazan la biodiversidad marina y afectan a las comunidades costeras de todo el mundo. Afortunadamente, en medio de estos desafíos, tecnologías innovadoras como la impresión 3D están emergiendo como herramientas útiles en la lucha por la conservación de los océanos.
(Créditos de la foto: BBC)
La impresión 3D ofrece soluciones únicas para abordar estos desafíos de sostenibilidad del océano. A diferencia de los métodos de fabricación tradicionales, que a menudo producen residuos importantes, la impresión 3D permite una producción precisa y personalizada. Esto es lo que está impulsando el interés en el uso de la fabricación aditiva, así como otras tecnologías 3D, como el escaneo 3D, en la lucha contra los problemas ambientales, incluso en los océanos.
Al recurrir a la fabricación aditiva, no solo se encuentran formas creativas de luchar contra los desafíos que enfrenta la conservación de los océanos, sino que también se puede hacer de una manera más ecológica. Para obtener una visión más profunda de esta tecnología transformadora, hablamos con expertos a la vanguardia de varios de estos proyectos pioneros. Sus relatos de primera mano arrojan luz sobre los procesos, los objetivos y el impacto en el mundo real de la impresión 3D para revolucionar la conservación de los océanos.
Restauración de arrecifes de coral
Los arrecifes de coral se encuentran entre los ecosistemas con mayor biodiversidad de la Tierra, pero están cada vez más amenazados por el cambio climático, la contaminación y el daño físico. La integración de la impresión 3D en la restauración de arrecifes de coral representa un enfoque prometedor para mitigar estas amenazas. Organizaciones como D-Shape y Archireef están a la vanguardia, utilizando la impresión 3D para crear estructuras de arrecifes artificiales que imitan las formaciones de coral naturales. Estas estructuras proporcionan un hábitat esencial para los organismos marinos y facilitan el asentamiento de larvas de coral, promoviendo la recuperación y la resiliencia de los arrecifes. Una muestra clara de que la fabricación aditiva tiene un papel crucial que desempeñar cuando se trata de mitigar la amenaza que enfrentan los arrecifes de coral: el 14% de los cuales han desaparecido desde 2001.
(Créditos: Kind Designs)
De hecho, la creación de nuevos arrecifes es una misión muy importante. La destrucción de un arrecife significa la muerte de todo un ecosistema, lo que resulta en la extinción de ciertos animales, con consecuencias de largo alcance para el planeta, incluidos los retrocesos para la atención médica. Sin embargo, la recreación puede ser difícil, ya que los arrecifes artificiales deben ser tan atractivos como las versiones naturales. Aquí es donde la fabricación aditiva muestra su potencial.
La flexibilidad y la complejidad geométrica disponibles a través de la fabricación aditiva permiten crear estructuras más interesantes y dinámicas de lo que sería posible con los métodos tradicionales. Sin mencionar que, teniendo en cuenta que la destrucción de los arrecifes de coral es un problema ambiental, muchos se sienten atraídos por la impresión 3D, ya que permite la creación de los arrecifes con materiales naturales como la terracota con menos desechos. Estas son las razones principales que impulsan la adopción de la impresión 3D para la conservación de los océanos.
La recreación de los arrecifes de coral con la fabricación aditiva también puede servir para otros fines. Por ejemplo, la empresa tecnológica con sede en Miami Kind Designs también ha recurrido a la impresión 3D en la restauración de arrecifes de coral. Sin embargo, lo que los distingue es que la empresa ha aplicado de manera innovadora la tecnología para abordar múltiples desafíos ambientales simultáneamente.
Reconociendo la doble amenaza de la erosión costera y la disminución de la biodiversidad marina, Kind Designs ha desarrollado una solución innovadora: diques vivos impresos en 3D. A diferencia de los diques de hormigón tradicionales que a menudo exacerban la degradación ambiental, los diques vivos de Kind Designs sirven como barreras sólidas contra el aumento del nivel del mar mientras funcionan como ecosistemas marinos similares a los arrecifes de coral. Diseñados para imitar hábitats marinos naturales como las raíces de los manglares, estos diques proporcionan refugio y lugares de reproducción para diversas especies marinas, lo que contribuye a la resiliencia ecológica.
Los ‘diques vivos’ impresos en 3D de Kind Designs (créditos: Kind Designs)
Anya Freeman, fundadora y CEO de Kind Designs, habló sobre las ventajas de estos muros, afirmando: «Estos diques vivos son estructuralmente idénticos a los diques tradicionales: el mismo PSI, el mismo refuerzo y el mismo método de instalación. Sin embargo, a través de los principios de composición de materiales y diseño biomimético, estas paredes también funcionan como hábitats marinos. Tienen grandes cuevas que protegen la vida marina de los depredadores, y su rugosidad y textura son ideales para que los organismos más pequeños se adhieran y prosperen incluso durante eventos climáticos extremos».
Otra característica distintiva de estas paredes es su construcción con una mezcla de materiales patentada que está libre de metales y cloruro. Este diseño garantiza que ningún producto químico dañino se filtre en el océano, un marcado contraste con los diques tradicionales que se degradan con el tiempo, lo que plantea riesgos ambientales y contribuye a la pérdida de hábitat. «Nuestros materiales se han utilizado en proyectos exitosos de arrecifes artificiales e incluso en depósitos para agua potable. Aunque acabamos de empezar a instalarlos, tenemos datos históricos sobre el uso del material en otras aplicaciones marinas y ambientales que se remontan a muchos años atrás», confirmó Freeman.
Una vez más, aquí vemos que la impresión 3D fue elegida no solo por su naturaleza más ecológica, sino también por su capacidad para crear estructuras más dinámicas. La gran resistencia de estos diques está en su forma y eso es principalmente posible con la impresión 3D por extrusión. Sin mencionar que a menudo es más barato que otros métodos. Una vez más, mostrando la importancia de la impresión 3D en la conservación de los océanos.
Además, no solo la impresión 3D está ayudando a los corales, sino que otras tecnologías 3D también tienen su papel que desempeñar. El escaneo 3D mejora aún más los esfuerzos de protección marina al proporcionar información detallada sobre los ecosistemas submarinos. El escáner de Artec3D Spider 3D, por ejemplo, está revolucionando la forma en que los científicos estudian los arrecifes de coral. Al crear modelos 3D precisos de estructuras de coral, los investigadores pueden monitorear los cambios en los patrones de crecimiento, la morfología y la salud general con una precisión sin precedentes.
El escáner 3D Spider de Artec 3D (créditos: Artec 3D)
«Utilizando la tecnología de luz azul, el Artec Spider de alta resolución garantiza la mejor calidad posible de los escaneos. Es perfecto para capturar objetos pequeños o detalles intrincados con una precisión constante y un color brillante», explicó Sergey Sukhovey, fundador y director de experiencia de Artec 3D. Esta capacidad es invaluable para cuantificar los efectos de los factores estresantes ambientales en la resiliencia de los corales, como el cambio de temperatura y la contaminación.
El enfoque de escaneo no invasivo de Spider minimiza la perturbación de los ecosistemas marinos, como destacó Sukhovey al hablar sobre metodologías como el enfoque de «palillos y agujas». Este enfoque permite un escaneo exhaustivo de corales enteros sin reposicionamiento, protegiendo aún más sus estructuras frágiles. En última instancia, esto permite a los investigadores cuantificar los cambios a lo largo del tiempo midiendo las dimensiones de los corales, proporcionando información crítica para la gestión sostenible y la protección de los arrecifes de coral.
Sukhovey señala además que «la capacidad de Spider para facilitar esta investigación en la Universidad de Giessen es fundamental para la sostenibilidad del océano, ya que, bajo presiones ambientales implacables como el cambio climático, la sobrepesca y la contaminación, más del 50% de los arrecifes de coral del mundo han muerto desde la década de 1950. De los que quedan, hasta el 90% podría no sobrevivir en los próximos 100 años. Si todos los corales mueren, también lo harán los peces, y la extinción significa para siempre».
Eliminación y reciclaje de desechos oceánicos
Junto con la destrucción de los arrecifes, la omnipresencia de desechos plásticos en los océanos representa otra gran amenaza para la vida marina y los ecosistemas. Con más de 16 millones de toneladas de plástico y otros desechos marinos ingresando a los ecosistemas cada año, la necesidad de proteger nuestros mares nunca ha sido más apremiante.
Afortunadamente, nuevas empresas como Fishy Filaments están abordando este problema, transformando las redes de pesca desechadas en filamentos de nylon de alta calidad y cerrando el ciclo de los desechos plásticos al tiempo que apoyan las prácticas de fabricación sostenibles. Las redes de pesca, a menudo fabricadas con monofilamentos de naylon, tienen un lugar importante en las artes de pesca mundiales y plantean problemas medioambientales debido a su duración en el ambiente y su impacto.
(Créditos: Olive Ridley Project)
«La FAO de la ONU ha identificado la falta de infraestructura de gestión de residuos como un factor causal en los problemas mundiales relacionados con la eliminación y pérdida de redes de pesca», afirma Ian Falconer, fundador de Fishy Filaments. Reconociendo este problema, la compañía tiene como objetivo causar un impacto significativo en las emisiones de carbono en todo el país a través del desarrollo y la operación de tecnologías de reciclado de plásticos.
«Lo que esto significa en términos prácticos es que no somos realmente una empresa de fabricación aditiva. Somos un desarrollador de infraestructura de reciclaje con un conjunto de tecnología que puede operar a escala hiperlocal y producir un material específico. Esa escala se alinea bien con la fabricación aditiva, y el material, Nylon 6, ha sido parte del mundo de la impresión 3D desde los primeros días».
Fishy Filaments proporciona un servicio crucial al hacer que el reciclaje sea económicamente viable en los puertos. Su objetivo es «hacer que la buena gestión de las artes de pesca sea rentable», lo que ayuda a las comunidades locales a beneficiarse de los esfuerzos de reciclaje. Su material de nylon reciclado, OrCA, está diseñado para cruzar los límites de las tecnologías de fabricación a pequeña y mesoescala. A través de esto, reducen el impacto ambiental de los residuos plásticos y apoyan las prácticas sostenibles en las industrias de fabricación tradicional y aditiva.
El filamento OrCA de Fishy Filaments se puede utilizar en la impresión 3D para ayudar a la conservación de los océanos. (Créditos: Fishy Filaments)
Falconer continúa: «Estaríamos proporcionando lo que se conoce como tecnología de escalabilidad horizontal. Nuestro objetivo es reemplazar las plantas de reciclaje de plástico monolíticas, centralizadas e ineficientes en carbono que capturan solo el 15-20% de las redes de monofilamento de nylon utilizadas cada año en todo el mundo. Al cambiar el equilibrio económico hacia las comunidades pesqueras, el objetivo es hacer que el reciclaje de las redes resulte rentable a nivel puerto. Al conseguir que la buena gestión de las artes de pesca sea rentable, las comunidades pueden permitirse poseer y administrar esa infraestructura en su beneficio».
Este enfoque no solo aborda el impacto ambiental de los equipos de pesca abandonados, descartados o perdidos, sino que también fomenta la resiliencia económica dentro de las comunidades costeras. «Somos más bien un facilitador para los demás, dándoles acceso a materiales que de otro modo no podrían desarrollar o proporcionar por su cuenta», explicó Falconer.
Destacando un ejemplo de cómo se utiliza su filamento, Falconer ilustró una colaboración que involucra a Mutiny Shaving, una startup comprometida con la reducción de los desechos plásticos de las maquinillas de afeitar desechables. «Los plásticos de un solo uso son una peste en el océano. Proporcionamos a Mutiny Shaving una vía para hacer lo contrario de sus competidores. Sus clientes pueden contribuir a mantener el océano limpio, utilizando una navaja a la vez, cuando sus competidores de renombre son una fuente de basura marina», destacó Falconer.
Falconer también expresó que la compañía colabora ampliamente con universidades, instituciones de investigación y agencias gubernamentales, dependiendo de sus intereses, para avanzar en las tecnologías de reciclaje y protección del océano. Estas asociaciones contribuyen a las discusiones e innovaciones de políticas que promueven prácticas sostenibles en la industria pesquera y más allá.
(Créditos de la foto: Fishy Filaments)
De cara al futuro, Fishy Filaments tiene como objetivo mejorar su impacto mediante la expansión de sus tecnologías de reciclaje y ofertas de productos. «Nuestra misión es la reducción global de carbono a través de una fabricación eficiente en el uso de los recursos. Como tecnología de fabricación en crecimiento, la fabricación aditiva es un segmento de clientes clave y está en una posición única para cambiar entre materiales con relativa facilidad. Necesitamos comprender y permitir a los usuarios de la fabricación aditiva tomar decisiones proambientales desde el nivel de diseño. Si no lo hacemos estaremos atascados en un modelo victoriano de producción en masa con alto contenido de residuos y mala eliminación del producto final. En general, como empresa, queremos que las opciones positivas para el océano estén disponibles y sean visibles».
Alternativas al pescado y mariscos a través de la impresión 3D
La restauración de los corales y el reciclaje no son las únicas formas en que estamos viendo los beneficios de la impresión 3D en la conservación de los océanos. También se está utilizando para abordar uno de los mayores problemas a los que se enfrentan los océanos: la sobrepesca.
Cada vez está más claro que la demanda de productos del mar está agotando los recursos marinos, lo que ha llevado a explorar fuentes alternativas de proteínas y prácticas alimentarias sostenibles. El Banco Mundial informa de que más del 90% de las poblaciones de peces están sobreexplotadas, y que el aumento del consumo ha hecho que las poblaciones de la mayoría de los peces más demandados hayan caído por debajo del 50% en las últimas décadas. La tecnología de impresión 3D está facilitando la innovación en este campo al permitir la producción de alternativas de productos del mar a base de plantas que replican la textura y el perfil nutricional de los productos del mar convencionales.
‘The Filet’ de Revo Foods (créditos: Revo Foods)
Empresas como Revo Foods están avanzando en el desarrollo de filetes de pescado a base de plantas y sustitutos de mariscos utilizando la impresión 3D. Utilizando ingredientes como proteínas vegetales y sabores naturales, estos productos ofrecen a los consumidores alternativas sostenibles y éticas al consumo tradicional de mariscos, contribuyendo a los esfuerzos de conservación del océano. La escalabilidad de la tecnología de impresión 3D permite la producción en masa de estos productos, reduciendo la dependencia de las poblaciones de peces y aliviando la presión sobre los ecosistemas marinos. «Nuestra misión es hacer que la producción de alimentos sea más flexible y sostenible mediante el desarrollo de tecnologías modernas de procesamiento de alimentos», afirmó la compañía.
Uno de los productos estrella de Revo Foods es su alternativa Filet de origen vegetal, que está hecha principalmente de micoproteína. El innovador ingrediente, descrito como un «superalimento fermentado», cuenta con un perfil completo de aminoácidos, lo que lo convierte en una fuente de proteínas sostenible y nutritiva. Esta alternativa promete ser una opción proteica sostenible que imita la textura y el sabor de los filetes de pescado sin el impacto ambiental. Robin Simsa, CEO de Revo Foods, destacó los beneficios del sustituto y explicó: «La micoproteína tiene un tiempo de duplicación de solo 5 horas, por lo que es realmente una superproteína para un suministro de alimentos sostenible».
Varias recetas de pescado impresas en 3D de Revo Foods, como salmón, atún y su receta de filete. (créditos: Revo Foods)
Además, Simsa enfatizó las ventajas de la estructuración 3D de alimentos, particularmente para crear productos complejos de siguiente nivel con nuevas funcionalidades, afirmando: «La estructuración 3D de alimentos tiene una ventaja principal para productos complejos de siguiente nivel con nuevas funcionalidades. Por ejemplo, al combinar dos ingredientes diferentes en cualquier forma o estructura que queramos, podemos crear una sensación en la boca y una fibrosidad completamente nuevas que los consumidores no han probado antes. Esto es realmente emocionante porque solo con mejores productos podemos convencer a los consumidores de que les den una oportunidad a estos productos». Esta capacidad les permite producir mariscos de origen vegetal con una textura y un sabor que imitan de cerca el pescado tradicional, alentando a los consumidores a adoptar opciones de alimentos sostenibles.
Revo Foods pretende demostrar la escalabilidad de su tecnología con su primera planta de producción, que deberá entrar en funcionamiento este mes de agosto de 2024. Se están preparando para lanzar al mercado su producto avanzado, el nuevo Filet 2.0. Además, no son los únicos en el campo que muestran el enorme potencial de la fabricación aditiva para ayudar a abordar los problemas relacionados con la sobrepesca al proporcionar alternativas a los clientes.
El futuro de la conservación de los océanos: impresión 3D y colaboración
De cara al futuro, la integración de tecnologías emergentes como la impresión 3D, junto con asociaciones mejoradas en una amplia gama de sectores, es muy prometedora para avanzar en los objetivos de sostenibilidad oceánica. Los esfuerzos de empresas como Kind Designs, Artec, Fishy Filaments y Revo Foods (entre muchas otras) demuestran el potencial de la impresión 3D para abordar diversos desafíos ambientales, que van desde la restauración del hábitat y el reciclaje de residuos plásticos hasta la producción sostenible de alimentos. Estas tecnologías no solo proporcionan soluciones inmediatas, sino que también allanan el camino para estrategias a largo plazo en materia de conservación marina.
Al continuar desarrollando e implementando estas soluciones de vanguardia, la impresión 3D puede impulsar un progreso significativo en la protección y restauración de nuestros océanos, asegurando un futuro más saludable y resistente para los ecosistemas marinos y las comunidades que dependen de ellos. A medida que la colaboración y la innovación tecnológica se expanden, el potencial para una gestión del océano impactante y sostenible se vuelve cada vez más alcanzable.
¿Qué opinas de los distintos roles que cumple la impresión 3D en la conservación de los océanos? Deja tus comentarios en nuestras redes sociales: Facebook, Twitter y Youtube. Sigue toda la información sobre impresión 3D en nuestra Newsletter semanal.
