Com a aceleração do aquecimento global e outros fatores como poluição e práticas de pesca industrial destruindo e colocando em risco recifes de corais e ecossistemas costeiros ao redor do globo, nunca foi tão crítico desenvolver soluções que possam ajudar a restaurar esses ambientes frágeis, mas incrivelmente diversos. Felizmente, há pessoas e organizações que assumiram esse desafio e estão encontrando maneiras criativas de não apenas salvar recifes de corais e outros ambientes costeiros, mas também nos conduzir a um futuro mais sustentável e ecologicamente consciente.
Uma dessas organizações é a Coastruction, uma startup holandesa que está alavancando sua própria tecnologia de impressão 3D para construir estruturas aquáticas projetadas para uma variedade de propósitos de restauração, como promover a regeneração de corais e dissipação de ondas.
A Coastruction, que está comemorando seu terceiro aniversário este mês, foi fundada por Nadia Fani, que tem formação em ciência da computação e impressão 3D. Nos últimos anos, Fani montou uma equipe dedicada de ecoentusiastas tentando construir um futuro melhor, incluindo Josine Beets, Gerente de Projetos e Desenvolvimento de Negócios da Coastruction, que tem formação em pesquisa em nanobiologia e bioimpressão. Tivemos a chance de falar com Beets sobre a missão geral da Coastruction, sua tecnologia exclusiva e os vários projetos de restauração costeira dos quais participa.
De Ideafix a Asterix
A fundadora da Coastruction, Fani, começou a desenvolver sistemas de impressão 3D em 2015. Em 2018, ela construiu um pequeno sistema de mesa, que eventualmente evoluiu para a plataforma Idefix, uma impressora 3D de tamanho padrão que deposita água em uma cama de impressão que consiste em uma mistura de areia e cimento. “O que temos é uma impressora 3D de cama de pó, com uma caixa cheia de material seco e então você deposita água seletivamente em cada camada, que atua como um aglutinante”, diz Beets.
Desde janeiro de 2024, a Coastruction lançou a última geração de sua tecnologia de impressão 3D, o Asterix, um sistema maior com um volume de construção de um metro cúbico. Em vez de um único bico, como o Idefix, o Asterix é equipado com 88 bicos que ligam seletivamente a mistura de areia e cimento.
“A cada camada, a cama de impressão abaixa e uma nova camada seca é aplicada e a água é depositada”, Beets elabora. “No final, você tem uma grande caixa cheia de pó: um pouco endurecido e um pouco solto. De lá, você pode remover toda a cama de impressão (ela tem rodas, então pode ser transportada e substituída facilmente) e colocá-la para curar durante a noite.”
Este processo de cura inicial, que envolve deixar toda a caixa de impressão descansar por uma noite, garante que as partículas de cimento ligadas possam se acomodar e que as impressões sejam sólidas o suficiente para serem removidas da cama de impressão de pó solto e aspiradas. (O pó solto restante pode então ser reutilizado em uma construção futura.)
A partir daí, o processo de produção da Coastruction envolve colocar as impressões de cimento, que podem medir até um metro de tamanho, do lado de fora, onde elas continuam a curar. “As impressões precisam ser umedecidas”, especifica Beets. “Então, despejamos água sobre as estruturas todos os dias, como se estivéssemos regando suas plantas, e depois de sete dias, elas estão fortes o suficiente para serem levantadas por cordas e transportadas.”
Em alguns casos, como em uma colaboração recente com uma equipe na Arábia Saudita, o processo de cura leva mais tempo para garantir que os recifes de corais artificiais sejam fortes o suficiente para sobreviver a longas jornadas, como de Roterdã ao Mar Vermelho. “Também estamos pensando em construir uma grande piscina onde você pode deixar as impressões para curar um dia inteiro na água”, diz Beets.
O processo relativamente simples, que não usa nenhum material tóxico, resulta em estruturas de cimento em larga escala que podem ser implantadas em áreas costeiras. Em termos de materiais de cimento usados, a Coastruction trabalha principalmente com CEM I, consistindo de 100% de cimento Portland comum, e CEM III, que é uma mistura de OPC e escória de alto-forno.
“Descobrimos que o CEM III é uma boa opção em termos de pegada ambiental, mas as estruturas também precisam ser estáveis, então estamos pesquisando a diferença entre o CEM I e o CEM III. Sustentabilidade também é sobre durabilidade e ainda há muita P&D nisso e estamos sempre procurando por alunos que queiram fazer seu projeto de graduação em ciências de materiais para encontrar os melhores e mais sustentáveis materiais.”
Projetando para recifes
É claro que o processo de impressão é apenas parte da equação: o design também desempenha um papel importante no que a Coastruction oferece e como suas impressões são bem-vindas em ambientes aquáticos.
“Temos dois especialistas em design com quem trabalhamos”, diz Beets. “Carlos Rego é nosso especialista em biomimética e designer, e David Lennon é um consultor em recifes artificiais. Eles trabalham em estreita colaboração conosco em cada projeto, procurando garantir que nossa solução seja adequada para cada local. Também temos Sam van den Oever, nosso engenheiro que sabe exatamente o que funciona e o que não funciona para a impressora 3D. Por exemplo, você não quer projetar algo que seja muito frágil, mas também quer que haja buracos suficientes para os peixes entrarem na estrutura. Além disso, se você quiser levantá-lo com um guindaste, buracos para uma eslinga podem ser incorporados ao projeto. Tudo depende da situação.”
O know-how de design e a tecnologia de impressão 3D da Coastruction estão permitindo que ela construa uma variedade de estruturas aquáticas, de recifes de corais artificiais a âncoras ecológicas. Enquanto outras indústrias enfatizam a necessidade de impressões de alta resolução e detalhes finos, as construções da Coastruction estão interessadas no oposto. “Não pretendemos ter uma alta resolução ou uma estrutura precisa. Queremos ter uma superfície muito áspera e ser capazes de imprimir grande e rápido.”
A plataforma Asterix imprime com uma rugosidade de superfície de 2,5 mm, o que acabou se tornando uma textura de superfície à qual espécies aquáticas são receptivas. “Mexilhões e algas adoram crescer nela”, diz Beets. “Fizemos testes no Havaí, nas Maldivas e nas Seychelles comparando nossas impressões com outros materiais, e a nossa foi uma das melhores. Em outro projeto, nossas estruturas impressas melhoraram a biodiversidade em 250%.”
Projetos de construção
Este projeto do qual Beets fala é baseado na Holanda e está sendo desenvolvido em cooperação com a TouchWind e outros parceiros. O projeto é centrado no desenvolvimento e implantação de turbinas eólicas flutuantes e a Coastruction está imprimindo em 3D “âncoras híbridas ecológicas” usando sua plataforma Asterix. Em um teste inicial para avaliar suas estruturas impressas em 3D, a Coastruction ficou agradavelmente surpresa com os resultados.
Beets explica: “Nossas estruturas melhoraram a biodiversidade em 250% em comparação aos blocos de concreto moldado. Havia caranguejos, peixes e todos os tipos de espécies em nossas estruturas e nada na superfície plana de concreto, apenas cracas. Esse é um dos nossos melhores resultados até o momento e o maior projeto para o qual tivemos resultados.”
Em outros lugares, outros projetos piloto e testes também estão tendo inícios promissores. Por exemplo, no projeto CREST, parte do consórcio ARISE, a Coastruction testou 150 recifes artificiais impressos em 3D no canal de ondas Deltares Delta de 300 metros de comprimento para entender sua eficácia na atenuação de ondas e seu potencial para mitigar inundações em regiões costeiras e ilhas.
Os testes foram liderados por Marion Tissier, professora assistente de Ocean WavesTU Delft, que disse: “Espero que esses insights ajudem a otimizar o projeto de restauração para proteção costeira. Isso contribuirá, em última análise, para ferramentas de previsão aprimoradas para ilhas revestidas de recifes que podem ser usadas para analisar cenários futuros de inundações e medidas de redução de risco.”
“Eu também acho que os resultados do projeto do Mar Vermelho em que estamos trabalhando agora serão muito significativos”, acrescenta Beets. “Estamos trabalhando com uma equipe na Arábia Saudita, que estará pesquisando e monitorando os efeitos dos recifes impressos em 3D, rastreando o crescimento dos corais e assim por diante.”
Em outro projeto recente, a Coastruction vem desenvolvendo uma âncora ecológica em parceria com a Wave Energy Collective, uma startup sediada em Haia que está projetando um conversor de energia das ondas. O projeto está progredindo de forma constante, e a Coastruction está se preparando para implantar as primeiras âncoras ecológicas já em março. No entanto, a equipe da Coastruction já relatou resultados promissores. “Colocamos uma de nossas estruturas na água no porto de Haia para garantir que a estrutura mantivesse sua forma. Depois de apenas um mês, já havia mexilhões, estrelas do mar e caranguejos nela, e isso está no porto!”
No horizonte
Com tantos projetos e testes em andamento, a Coastruction também está olhando para o futuro, criando planos para uma nova plataforma de impressão 3D e um modelo de negócios de longo prazo. “No ano que vem, queremos atualizar nossa impressora 3D Asterix para que ela se encaixe em qualquer ambiente e imprima com materiais locais”, explica Beets. A partir daí, o plano não é vender as máquinas diretamente, mas funcionar como um serviço, com a Coastruction implantando sua solução de impressão 3D em todo o mundo para seus clientes e principais parceiros, enviando um especialista para treinar equipes locais. “Também contrataremos alguém localmente para cuidar dos projetos”, acrescenta ela.
Por exemplo, um resort de praia poderia contratar os serviços da Coastruction por um ano para restaurar uma área específica do litoral. A Coastruction então pesquisaria o local e projetaria estruturas de recife adequadas. De lá, uma impressora 3D seria implantada no local, onde equipes locais poderiam supervisionar o processo de produção e colocar os recifes de cimento na água.
Além de implementar esse modelo de negócio, a Coastruction também está desenvolvendo uma impressora 3D ainda maior, a Obelix, um processo que esperançosamente será impulsionado por um investimento ou subsídio que a Coastruction está tentando levantar. De acordo com Beets, o sistema Obelix terá uma capacidade de construção de seis metros cúbicos e integrará um fluxo de trabalho mais automatizado.
“Assim como o Asterix, esta impressora 3D poderá caber em um contêiner de transporte”, ela diz. “O que mais me entusiasma é ter um fluxo de trabalho simplificado e automatizado, com processos de limpeza e cura totalmente automatizados. Com o monitoramento de processo orientado por IA, você poderá até ver como cada camada está indo e se algo deu errado.”
No final das contas, a Coastruction está fazendo coisas incríveis em sua instalação em Roterdã, e tem planos ainda maiores no horizonte. Estamos ansiosos para ver como a jovem empresa progride e como seus recifes sustentáveis impressos em 3D e eco-âncoras podem ajudar a restaurar e manter os recifes de corais e ambientes costeiros em risco em todo o mundo. Para saber mais sobre a empresa acesse o site.
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