Riformare le barriere coralline utilizzando la stampa 3D
L’interfaccia dell’innovazione adatta le barriere coralline stampate in 3D al loro ambiente marino e può frenare la devastazione delle barriere coralline che affligge gli ecosistemi corallini globali
Le barriere coralline del mondo si stanno estinguendo a causa di molti fattori come il riscaldamento globale e l’urbanizzazione accelerata nelle zone costiere, che pone un enorme stress sulla vita marina. ” Il rapido declino delle barriere coralline ha aumentato la necessità di esplorare metodi interdisciplinari per il ripristino della barriera corallina”, spiega Natalie Levy, Ph.D. studente alla Bar-Ilan University in Israele. “Esaminare come conservare la biodiversità delle barriere coralline è una questione chiave, ma è anche urgente investire in una tecnologia che possa migliorare l’ecosistema corallino e la nostra comprensione dell’ambiente della barriera corallina”.
In un articolo pubblicato di recente sulla rivista Science of the Total Environment , i ricercatori di quattro delle principali università israeliane evidenziano un metodo di stampa 3D che hanno sviluppato per preservare le barriere coralline. La loro innovazione si basa sulla struttura naturale delle barriere coralline al largo della città costiera meridionale israeliana di Eilat, ma il loro modello è adattabile ad altri ambienti marini e può aiutare a frenare la devastazione delle barriere coralline che affligge gli ecosistemi corallini di tutto il mondo.
La ricerca congiunta è stata guidata dal Prof. Oren Levy e dal Ph.D. la studentessa Natalie Levy, della Mina and Everard Goodman Faculty of Life Sciences presso la Bar-Ilan University, il Prof. Ezri Tarazi e Ph.D. studente Ofer Berman, della Facoltà di Architettura e Urbanistica del Technion, Prof. Tali Treibitz e Ph.D. lo studente Matan Yuval dell’Università di Haifa e il Prof. Yossi Loya dell’Università di Tel Aviv.
Il processo 3D inizia con la scansione di fotografie subacquee di barriere coralline. Da queste informazioni visive, viene assemblato un modello tridimensionale della barriera corallina con la massima precisione. Migliaia di immagini vengono fotografate e inviate al laboratorio per calcolare la forma complessa della barriera corallina e come tale forma incoraggi l’evoluzione della diversità delle specie della barriera corallina.
Successivamente, i ricercatori utilizzano un metodo molecolare per raccogliere informazioni genetiche ambientali che fornisce dati accurati sugli organismi della barriera corallina. Questi dati sono incorporati con altri parametri e vengono immessi in un algoritmo tecnologico 3D, rendendo possibile la costruzione di un modello parametrico interattivo della barriera corallina. Il modello tridimensionale può essere progettato per adattarsi con precisione all’ambiente della barriera corallina designato.
La fase finale è la traduzione e la produzione di un reef ceramico in stampa 3D. Le barriere coralline sono realizzate con una ceramica unica che è naturalmente porosa sott’acqua e fornisce le esigenze di costruzione e restauro più ideali per l’area interessata o per l’istituzione di una nuova struttura della barriera corallina come base per la continuazione della vita. “La stampa tridimensionale con materiale naturale facilita la produzione di unità altamente complesse e diversificate che non è possibile con i normali mezzi di produzione di stampi”, afferma il Prof. Ezri. Tarazi.
Il processo combina algoritmi di scansione 3D, insieme al campionamento del DNA ambientale e un algoritmo di stampa 3D che consente un esame approfondito e accurato dei dati di ciascuna barriera corallina, nonché adattare il modello stampato a uno specifico ambiente della barriera corallina. Inoltre, i dati possono essere reinseriti nell’algoritmo per verificare il livello di efficacia ed efficienza del progetto dopo che è stato implementato, sulla base delle informazioni raccolte nel processo. “Le barriere artificiali esistenti hanno difficoltà a replicare la complessità degli habitat corallini e ad ospitare specie di barriere coralline che rispecchiano gli ambienti naturali. Introduciamo una nuova interfaccia 3D personalizzabile per la produzione di strutture scalabili, utilizzando dati reali raccolti dagli ecosistemi corallini”, sottolinea Natalie Levy. Ofer Berman aggiunge,
Questo studio soddisfa due esigenze critiche per salvare le barriere coralline, secondo i ricercatori. Il primo è la necessità di soluzioni innovative che facilitino il ripristino su larga scala che possa essere adattato per supportare le barriere coralline in tutto il mondo. Il secondo è la ricreazione della complessità naturale della barriera corallina, sia in termini di dimensioni che di design, che attirerà specie di barriera corallina come coralli, pesci e invertebrati che supportano la ricrescita delle barriere coralline naturali. I ricercatori stanno attualmente installando diverse barriere coralline stampate in 3D nel Golfo di Eilat. Credono che i risultati che otterranno li aiuteranno ad applicare questa innovazione ad altri ecosistemi di barriera corallina in tutto il mondo.
