Impresión 3D de Arrecifes de Corales

Resumen del Proyecto

El Fab Lab UPR se incorpora como colaborador de fabricación al proyecto de restauración de arrecifes de corales de la Sociedad de Ambiente Marino (SAM) de Puerto Rico.

En septiembre de 2017, los huracanes Irma (6 de septiembre de 2017) y María (20 de septiembre de 2017) devastaron la Isla de Puerto Rico, incluidos sus arrecifes de coral. En particular, estos huracanes destruyeron y arrasaron muchos arrecifes de coral de aguas poco profundas en la costa noreste de la isla. Los impactos de las olas generadas por las tormentas (es decir, la mortalidad de los corales, la fragmentación severa y el desalojo) se concentraron en la formación de arrecifes y en los corales incluidos en la lista de la ESA, como Acropora palmata, A. cervicornis y Orbicella annularis. En consecuencia, la estructura tridimensional de la mayoría de los arrecifes de coral afectados desapareció o se vio gravemente comprometida. El funcionamiento y la resiliencia de los ecosistemas de arrecifes de coral dependen de la complejidad estructural del marco del arrecife. Por ejemplo, la complejidad estructural de los arrecifes de coral facilita procesos ecológicos como la depredación, la herbivoría y el ciclo de nutrientes, promoviendo el reclutamiento de corales, peces y otras especies bénticas clave (es decir, langostas y erizos de mar). Además, la complejidad estructural de los arrecifes está directamente involucrada en la disipación de la energía de las olas que beneficia a los ecosistemas costeros adyacentes (p. ej., praderas de pastos marinos, bosques de manglares) y las costas costeras. Por lo tanto, es fundamental iniciar proyectos de restauración que se centren en recuperar e impulsar la complejidad estructural de los arrecifes, lo que a su vez aprovechará los procesos ecológicos que facilitarán no solo la recuperación de la disponibilidad de hábitat para los habitantes de los arrecifes, sino también el funcionamiento, la resiliencia y los servicios proporcionados. por los arrecifes de coral.

Sociedad de Ambiente Marino: https://www.sampr.org/

Objetivo

El objetivo principal del proyecto es restaurar cuatro arrecifes de coral en el Municipio de Culebra (Puerto Rico) utilizando un enfoque de restauración de métodos múltiples. Los cuatro arrecifes en Culebra fueron seleccionados porque su complejidad estructural fue severamente aplanada después de los huracanes Irma y María y porque es donde tanto la Sociedad Ambiente Marino (un programa de restauración de arrecifes de coral basado en la comunidad sin fines de lucro) y los científicos de la Universidad Internacional de Florida están trabajando activamenter realizando trabajos de restauración e investigación.

Ellos también se enfocan en la Isla Culebra porque es parte del Northeast Reserves System Habitat Focus Area (NER-HFA), una rama desarrollada por la NOAA debido a su importancia cultural, económica (es decir, turismo) y ecológica (es decir, hábitat de peces). Ellos proponen restaurar la estructura tridimensional de 2 acres de arrecifes de coral mediante el empleo de un enfoque de restauración de múltiples métodos que combina la planificación exterior de colonias de coral artificial (ACC) creadas con la tecnología de impresión 3D emergente corales.

Fabricación

Estos corales fueron fabricados en la impresora 3D. Esta máquina utiliza el método de depósito de material fundido para crear los objetos desarrollados en un programa de modelaje tridimensional. Para poder fabricar el modelo, se utiliza filamento de material compuesto por carbonato de calcio, el cual contiene una formulación de PLA modificada que incluye aragonita oolítica.

El filamento es llevado por un extrusor que tiene un extremo en el cual calienta el filamento a una temperatura específica para impresión. Finalmente, el filamento calentado pasa por una boquilla y directo a la base de impresión la cual también requiere que permanezca a una temperatura específica para impresión.

Las piezas fabricadas fueron modeladas en el Fab Lab UPR utilizando datos provenientes de investigaciones previas de los científicos de la Sociedad de Ambiente Marino. Los modelos tridimensionales se diseñaron para optimizar su morfología buscando facilitar y agilizar el proceso de manufactura aditiva.

Existe un total de 2 modelos de corales, un modelo de 4 corales atados a una base y un modelo cuadrilateral con subdivisiones, los cuales se imprimieron en masas utilizando las impresoras facilitadas por el Fab Lab de la Escuela de Arquitectura de la Universidad de Puerto Rico Recinto de Río Piedras. Este proceso de impresión se ha utilizado para crear más de seis mil piezas de coral que serán integradas a sus respectivos ecosistemas en las costas de Culebra, Puerto Rico.