Los corales son fundamentales para la vida marina. A veces llamados bosques marinos tropicales, forman algunos de los ecosistemas más diversos de la Tierra. Sirven de refugio, cría y alimentación de decenas de especies en el mar, y su ausencia afecta la biodiversidad local. Así como la humanidad contamina y destruye, también puede remediar y fomentar la creación de más vida. Es por esto que con frecuencia se reportan naufragios de embarcaciones antiguas o el hundimiento de estructuras de concreto para la creación de arrecifes artificiales. En Hong Kong, los investigadores han estado desarrollando estructuras impresas en 3D con materiales orgánicos que pueden favorecer la creación de nuevas oportunidades bajo el mar.
Los arrecifes de coral existen desde hace 485 millones de años y ocupan unos 284.300 kilómetros cuadrados, lo que equivale aproximadamente a la mitad del área de Francia. Proporcionan refugio para al menos el 25% de todas las especies marinas, incluidos peces, moluscos, gusanos, crustáceos, esponjas, entre otros. Generalmente ubicados en aguas más cálidas y claras, los arrecifes de coral de todo el mundo están amenazados por la contaminación de las aguas residuales domésticas y los derrames de petróleo en el mar, la sedimentación y, principalmente, por el aumento de la temperatura del océano. Esto ha preocupado a los ambientalistas de todo el mundo. En Hong Kong, por ejemplo, el Parque Marino Hoi Ha Wan es responsable de más de las tres cuartas partes de especies de coral que construyen arrecifes en el país y alberga más de 120 especies de peces asociados a los arrecifes. Sin embargo, el deterioro gradual por bioerosión a lo largo de los años, junto con los eventos de blanqueamiento y la mortalidad masiva entre los años 2015 y 2016 han puesto en riesgo a la comunidad coralina local.
En esta dirección, se ha creado un proyecto de restauración de coral como una misión de investigación colaborativa entre el Laboratorio de Fabricación Robótica, la Facultad de Arquitectura y el Instituto Swire de Ciencias Marinas, ambos en la Universidad de Hong Kong. El proyecto fue encargado por el Departamento de Agricultura, Pesca y Conservación (AFCD) y es parte de una medida de gestión activa en curso para la restauración de corales en el Parque Marino Hoi Ha Wan en Hong Kong. Históricamente, los arrecifes artificiales están hechos de materiales contaminantes (por ejemplo, plástico, hormigón o metal). El equipo de diseño de HKU utiliza la tecnología de impresión 3D para diseñar estructuras personalizables para ubicaciones específicas con diferentes desafíos ambientales (por ejemplo, sedimentación), aumentando así el éxito de la restauración ecológica. Y en este caso, utilizando materiales ecológicos. El equipo de biólogos y arquitectos marinos ha desarrollado una serie de estructuras de arrecifes de arcillas impresa en 3D para ayudar en la restauración de corales, proporcionando sustratos estructuralmente complejos en un área degradada.
Las piezas de arrecife impresas en 3D están diseñadas para evitar la acumulación de sedimentos, una de las principales amenazas para los corales. Se utilizó un algoritmo adaptado para imprimir patrones biomiméticos integrados con espacios para proteger fragmentos de coral. La producción de 128 piezas con un diámetro de 600 mm, que cubren unos 40 m2 en total, se completó a principios de julio de 2020. Se imprimieron mediante un método de impresión robotizada en 3D con arcilla de terracota genérica, luego quemada a 1125 grados Celsius. El diseño se inspiró en los patrones típicos del coral e integró varios aspectos de rendimiento que abordan las condiciones específicas de las aguas de Hong Kong. Se desplegaron en julio de 2020 en tres ubicaciones seleccionadas dentro del parque, incluyendo Coral Beach, Moon Island y una bahía protegida cerca del centro educativo de vida marina de WWF.
Este estudio piloto tiene como objetivo investigar el éxito de la restauración utilizando monocultivo, mezcla y policultivo de tres especies de coral; Acropora, Platygyra y Pavona. Los tres seleccionados muestran estrategias diferentes, que representan las especies históricas, actuales y futuras dominantes en el parque. Acropora, comúnmente conocido como coral asta de venado, está creciendo rápidamente convirtiéndolos en una especie competitiva para el espacio; Platygyra, también conocido como cerebro de coral, se adapta al estrés térmico, pero sufre de bioerosión; y Pavona, la hoja de coral, con una forma única de crecimiento en forma de placa, se adapta a la sedimentación. El equipo del proyecto recolectó corales de oportunidad, que son fragmentos de corales desplazados que es poco probable que sobrevivan sin la intervención humana, lo que les da a estos fragmentos de coral una segunda oportunidad de prosperar. Los fragmentos de coral se implantaron en julio de 2020 y el experimento será monitoreado en 2021.
Los investigadores esperan que este nuevo método de arrecifes artificiales ayude a restaurar los corales y conservar la biodiversidad de manera más efectiva, y se convierta en una contribución vital a los esfuerzos globales en curso para salvar los sistemas de arrecifes de coral degradados en las metrópolis.
