Pozytywny plastik
W następstwie globalnego kryzysu klimatycznego wiele aspektów świata przyrody zostało dotkniętych w sposób, którego nigdy nie przewidzieliśmy. Jednym z najbardziej drastycznie dotkniętych regionów są oceany, ponieważ delikatne ekosystemy są zakłócane przez najmniejsze zmiany temperatury wody.
Ocieplenie oceanów wywołuje u koralowców reakcję stresową, która skłania je do wyrzucenia komórek alg żyjących w ich wnętrzu. Algi są im potrzebne do produkcji energii, więc reakcja ta zabija zarówno algi, jak i koralowce, pozostawiając jedynie nagi, biały szkielet.
Zjawisko to, znane jako wybielanie, niszczy rafy koralowe na całym świecie. Wiele z najwspanialszych i najbardziej zróżnicowanych raf koralowych na świecie, w tym australijska Wielka Rafa Koralowa, zamienia się w te pozbawione życia, wybielone cmentarzyska. W miarę pogarszania się sytuacji staje się coraz bardziej oczywiste, że trzeba coś zrobić. Niektórzy uważają, że rozwiązaniem jest drukowanie raf koralowych w technologii 3D.
Główną zaletą drukowania 3D raf koralowych jest elastyczność w projektowaniu. Technologia ta pozwala naukowcom naśladować skomplikowany, naturalny kształt koralowców, który sprawia, że są one tak atrakcyjne dla życia morskiego. Biorąc pod uwagę szybki postęp w dziedzinie biodruku, niewykluczone, że w niedalekiej przyszłości rafy będą mogły być drukowane 3D z żywych koralowców.
Technologia ta ma jednak pewne ograniczenia, ponieważ przetrwanie rafy zależy w ostatecznym rozrachunku od zdrowych, rosnących koralowców. Samo dostarczenie koralowcom większej struktury, na której mogłyby rosnąć, nie gwarantuje rozwiązania. Druk 3D ma również ograniczone możliwości, jeśli chodzi o skalę.
Drukowanie 3D raf koralowych jest jednak fantastycznym rozwiązaniem tymczasowym, które pomaga edukować naukowców i opinię publiczną w zakresie problemów dotykających nasze oceany. Chociaż zajęcie się zmianami klimatycznymi jest jedynym sposobem, aby naprawdę rozwiązać problem w dłuższej perspektywie, inżynierowie opracowali wiele intrygujących projektów, które pomogą złagodzić problem w krótkim okresie. Poniżej przedstawiamy 4 z najbardziej obiecujących projektów.
Boskalis
Pierwsza wydrukowana w 3D rafa koralowa została wykonana przez holenderską firmę morską Boskalis. Pod koniec 2017 r. przeszła ona do historii, drukując sześć ogromnych raf wraz z Fundacją Księcia Alberta II z Monako.
Rafy zostały zanurzone w rezerwacie Monaco Larvotto i są stale monitorowane w celu zmierzenia ich wpływu na życie morskie. Każda rafa waży 2,5 tony, a jej wydrukowanie zajęło 13 godzin.
W przeciwieństwie do innych raf, ta nie została stworzona w technologii FDM. Wykorzystano technologię binder jetting, która jest genialną alternatywą dla FDM w tym zastosowaniu. Łączy ona piasek dolomitowy i wodę morską, tworząc strukturę przypominającą kamień, idealną do naśladowania naturalnej rafy.
Niestety, ponieważ organizacja ta nie skupia się na odtwarzaniu raf, te sześć raf jest jedynymi, które udało się wydrukować. Miejmy nadzieję, że mimo to dostarczą przyszłym badaczom wielu informacji na temat skuteczności tej technologii.
Reef Design Lab
Zdecydowanie największą inicjatywę związaną z rafami drukowanymi w 3D realizuje australijska grupa Reef Design Lab. Cała organizacja została założona wokół tej technologii i poczyniła już w niej ogromne postępy.
Ich największym osiągnięciem jest modułowa struktura sztucznej rafy – MARS. MARS opiera się na założeniu, że instalacja rafy musi być procesem łatwym i niskobudżetowym.
Osiągnęli ten cel, projektując konstrukcje rafowe składające się z wielu oddzielnych, zazębiających się części. Każdy element jest drukowany w pustej ceramice, a następnie wypełniany betonem.
W sierpniu 2018 r. zanurzyli swoją rafę na Malediwach. Dzięki systemowi MARS mogli ją zainstalować ręcznie, korzystając jedynie z małej łodzi. Nie był potrzebny żaden dźwig ani barka, a całość zajęła zaledwie dwie godziny.
Już po kilku minutach od instalacji pracownicy zaobserwowali, że do konstrukcji przyciąga się życie morskie, a wkrótce zamieszkały w niej tysiące stworzeń.
Członkowie Reef Design Lab stwierdzili, że już teraz służy on jako środek do prowadzenia bardzo potrzebnych badań nad odbudową rafy.
Ich rafa na Malediwach jest obecnie największą na świecie, a oni nadal pracują nad tworzeniem takich raf i pomagają innym budować własne.
XtreeE i Seaboost
Francuska firma Seaboost, zajmująca się odnawianiem życia morskiego, nawiązała współpracę z firmą XtreeE, zajmującą się drukiem 3D, w celu zbadania innych metod drukowania 3D raf koralowych.
Aby jak najlepiej naśladować naturalny skład rafy, wykorzystano beton na bazie piasku. Drukarka 3D do betonu buduje pełnowymiarowe rafy w jednym kawałku, a wszystkie materiały mogą być pozyskiwane z lokalnych środowisk.
Zaletą tej metody jest to, że pozwala ona uzyskać rafę, która bardzo dobrze imituje naturalne struktury koralowców. Pracownicy pozyskują skany rodzimych raf i są w stanie dokładnie odwzorować ich skomplikowany kształt. Dzięki temu rafa najlepiej wpasowuje się w środowisko, w którym żyje, i jest bardziej atrakcyjna dla życia morskiego.
Ich pierwsza rafa znajduje się w Parku Narodowym Calanques we Francji i miejmy nadzieję, że posłuży jako dowód słuszności koncepcji. Jeśli okaże się ona sukcesem, projektanci przystąpią do realizacji swojego celu, jakim jest wspomaganie odrastania raf w Morzu Śródziemnym.
Wyjaśniają: „Wykorzystując technologię druku 3D firmy XtreeE, ta biomimetyczna, ale porowata rafa naśladuje jedno z najbogatszych siedlisk w Morzu Śródziemnym – rafę koralową. To siedlisko morskie – zbudowane ze strukturalnie złożonego i gęstego podłoża biogenicznego – powstawało przez setki lat, a jego symulacja była nie lada wyczynem.”
Jak dotąd ich rafa wykazała obiecujące wyniki i miejmy nadzieję, że w kolejnych miesiącach nadal będzie się rozwijać.
Project Reef
Organizacja Hope3D stosuje inne podejście do raf koralowych drukowanych w 3D. Wszystkie potrzebne części pozyskuje na zasadzie crowd-source, co drastycznie obniża koszty.
Każdy, kto ma dostęp do drukarki 3D, może wziąć udział w projekcie. Wystarczy odwiedzić ich stronę internetową i wpisać swój adres e-mail. Wkrótce otrzymasz wiadomość z plikiem swojej unikalnej części rafy. Można go wydrukować na praktycznie każdej stacjonarnej drukarce 3D, z tworzywa PLA.
Ponieważ PLA jest materiałem na bazie skrobi, jest przyjazny dla środowiska i z czasem ulegnie naturalnej biodegradacji w oceanie. Dzięki temu każdy może wziąć udział w projekcie, ponieważ PLA jest materiałem tanim i powszechnie dostępnym, a przy tym stanowi ekologiczną alternatywę dla niektórych materiałów stosowanych w sztucznych rafach nie drukowanych w 3D.
Ta konkretna inicjatywa, Projekt Reef, jest obecnie realizowana w rezerwacie morskim Hol Chan w Belize. Rafa o wymiarach 3×3 x3 stopy składa się z 400 pojedynczych segmentów wydrukowanych przez hobbystów z całego świata. Udało im się zbudować pierwszą rafę w bardzo krótkim czasie, co pokazuje skuteczność koncepcji crow-sourcingu.
Zgodnie z informacjami na ich stronie internetowej „Celem tego projektu jest stworzenie masowej sztucznej rafy koralowej pozyskiwanej na zasadzie crow-sourcingu, która pozwoli przezwyciężyć zwyczajowe podejścia, które są szkodliwe dla środowiska.”
