O que são
Os recifes de coral impressos em 3D são estruturas complexas fabricadas por meio de produção aditiva, sendo este um processo tecnológico que constrói objetos camada por camada a partir de um modelo digital. Essas estruturas são projetadas com isolamento para mimetizar a morfologia, termo que se refere à forma e à estrutura física externa dos esqueletos naturais de carbonato de cálcio, o principal mineral que compõe a parte dura dos corais.
Principais tipos
A tecnologia de impressão varia principalmente conforme a composição química e a forma como o material é processado. A cerâmica técnica é vista como uma opção central e ideal, pois quimicamente é muito parecida com o esqueleto natural do coral. Por isso, métodos avançados usam impressão 3D para criar moldes de cerâmica personalizados que funcionam como a "casca" biológica da estrutura. Projetos pioneiros, como o realizado pelo arquiteto James Gardiner em parceria com a Sustainable Oceans International (SOI) no Golfo Pérsico, que apostaram no arenito . Nesse processo, uma espécie de cola (aglutinante) é usada para solidificar camadas de areia e formar blocos sólidos. Além disso, pesquisas como a revisão de Robert Kawecki (2020), indicam o uso de termoplásticos de engenharia. Há o PLA (Ácido Polilático), que é biodegradável, mas infelizmente não resiste muito tempo na água salgada. O oposto acontece com o ABS (Acrilonitrila Butadieno Estireno) que é super resistente e durável, mas não se decompõe na natureza. Por isso, o PETG (Tereftalato de Polietileno Glicol) acaba sendo um meio-termo interessante, oferecendo a resistência química necessária para o ambiente subaquático. Já para tentar imitar a textura macia e a flexibilidade dos corais moles, a solução encontrada foi aplicar materiais compósitos e resinas de poliuretano.
Função ambiental
A tecnologia de impressão 3D potencializa as funções ambientais através da engenharia de materiais e design computacional, participando diretamente na recuperação de ecossistema. No âmbito da proteção costeira, o design permite criar estruturas com rugosidade calculada para controlar a hidrodinâmica, que é o movimento e as forças da água. Dessa forma, elas atuam como barreiras naturais, ou quebra-mares, que dissipam a energia das ondas, reduzindo a erosão das praias e protegendo comunidades litorâneas contra tempestades e o aumento do nível do mar. Para o suporte à vida, a impressão gera microtexturas que aumentam a bioreceptividade, sendo esta a capacidade do material de acolhimento de organismos vivos. Essa superfície complexa facilita o assentamento de larvas de coral e o crescimento de algas simbióticas, organismos essenciais que vivem dentro do coral e realizam a fotossíntese para a oxigenação do oceano. Finalmente, na função de habitat, abrigo e restauração da biodiversidade, as alcovas e túneis impressos fornecem proteção imediata contra predadores e correntes para peixes e crustáceos. Isso sustenta a cadeia trófica, que é uma sequência de transferência de energia entre os seres vivos, e ajuda a recuperar a biodiversidade em áreas degradadas, atraindo espécies para a recolonização.
Principais aplicações
As aplicações são focadas em tecnologia de conservação e engenharia. A reabilitação de isolamento utiliza a tecnologia para criar estruturas que recuperam recifes danificados e compensam perdas naturais. Outra aplicação vital são as plataformas de pesquisa experimental. Nelas as estruturas são impressas com variáveis controladas para testes científicos. É possível testar, por exemplo, as diferentes técnicas de fixação do crescimento, ou investigar a resistência térmica dos corais frente ao branqueamento, ocorrendo que causa a perda de cor e devido ao estresse térmico. Além disso, há o uso em engenharia de infraestrutura verde. Isso envolve o desenvolvimento de quebra-mares e paredões costeiros que integram habitats biológicos ativos, como locais para ostras, em vez de superfícies lisas e inertes.
Casos de uso
Um exemplo proeminente é o projeto nas Maldivas, no Summer Island Resort, onde o sistema MARS (Modular Artificial Reef Structure) foi implementado pelo Reef Design Lab. Neste caso, a tecnologia foi usada para imprimir moldes de cerâmica oca que foram necessários com concreto, desenhados especificamente para imitar os corais nativos da região e facilitar o enxerto de fragmentos de coral reais. Outro caso relevante de uso da tecnologia ocorreu no Golfo Pérsico, onde o arquiteto James Gardiner, em parceria com a Sustainable Oceans International, utilizou uma impressão 3D para construir blocos de arenito e afundá-los entre os explosivos de um sistema de recifes danificado.