En un artículo titulado “Hidroponía imprimible en 3D: una tubería de fabricación digital para el cultivo de plantas sin suelo”, el Dr. Yuichiro Takeuchi de Sony Computer Science Laboratories Inc describe su experimento sobre sustratos de plantas de impresión 3D para sistemas de cultivo hidropónico. Varios componentes hidropónicos como boquillas y cestas ya han sido impresos en 3D por investigadores y aficionados al bricolaje, pero nadie había abordado el sustrato de cultivo hasta ahora.
La hidroponía es el cultivo de plantas sin el uso de suelo. El agua y los nutrientes se entregan a las plantas a través de sistemas de goteo o de piscina que funcionan con bombas. Los beneficios de la hidroponía incluyen cosechas más grandes, más control sobre los niveles de nutrientes y pH, y menos uso de agua porque lo que no es absorbido por las raíces se puede reciclar a través del sistema. Obviamente, la hidroponía es especialmente útil en áreas donde la buena tierra es difícil de encontrar o cara de adquirir. El cultivo vertical tampoco funciona bien con el suelo, que se está convirtiendo en una característica popular de los rascacielos.
Sistemas hidropónicos impresos en 3D, totalmente fabricados con SBS poroso; Los sistemas se cultivaron inicialmente utilizando una configuración de riego por «goteo» automatizado, pero luego se trasladaron a riego manual de «piscina».
Sistemas hidropónicos impresos en 3D hechos de una combinación de SBS poroso y PLA, cultivados manualmente utilizando una configuración de «piscina».
Si bien el suelo puede reemplazarse, los rasgos necesarios del suelo que las plantas anhelan también deben replicarse: retención de agua, permeabilidad al oxígeno y una estructura de soporte que pueda sostener la planta de manera segura sin restringir el crecimiento de las raíces. Los sustratos de cultivo ideales incluyen guijarros de arcilla, vermiculita, perlita, fibra de coco, esponjas y lana de roca, los primeros cuatro de los cuales deben mantenerse en un recipiente ya que son partículas sueltas. El Dr. Takeuchi consideró todos estos rasgos antes de crear su sustrato impreso en 3D, y probó varios plásticos antes de encontrar uno que funcionara bien.
Probó ABS , PLA , TPU (flexible) y SBS, y solo SBS tuvo resultados positivos, probablemente debido a su elasticidad. Con los plásticos más rígidos, las raíces de las plantas se restringieron y las plantas murieron. Para lograr la porosidad que permitiría el crecimiento de las raíces, fabricó un filamento compuesto compuesto por un 70% de SBS y un 30% de PVA , un material que se usa a menudo para las estructuras de soporte de la impresión 3D porque se disuelve en agua. Al enjuagar los sustratos impresos en agua, se vuelven porosos.
Se cultivaron con éxito una variedad de plantas en los sustratos impresos, como rúcula, lechuga, albahaca, girasol y tomate. Una prueba de rendimiento en la que se cultivaron seis conjuntos de lechuga en sustratos porosos de SBS, esponja y lana de roca indicó que SBS puede producir rendimientos que están en línea con los sustratos tradicionales, aunque una de las plantas de SBS murió y ninguna de las otras lo hizo. Aunque no fue intencionado, algunos hongos y algas crecieron en los sustratos de SBS; esto revela que también es posible cultivar líquenes y hongos en sustratos impresos en 3D.
Esos resultados son prometedores porque SBS no fue diseñado para plantas en crecimiento. Con algunas investigaciones sobre materiales, parece probable que se pueda desarrollar un material o método de impresión más ideal. La agricultura de interior y la hidroponía están creciendo rápidamente a medida que las poblaciones se vuelven más urbanas y los fenómenos meteorológicos extremos se vuelven más comunes, por lo que la racionalización del diseño, la instalación y el funcionamiento de dichos sistemas resultará fortuita. Como tal, el Dr. Takeuchi también integró un cabezal de plantación de semillas en su impresora 3D para demostrar la plantación automatizada.
Este concepto se adaptaría bien a las impresoras 3D a gran escala , y los sustratos podrían imprimirse con geometrías ideales para las plantas específicas que se cultivan. Los tubos de riego y los puntos de acceso de mantenimiento también podrían incorporarse a los cimientos del sustrato para optimizar aún más los sistemas. Dichos sustratos impresos en 3D podrían incluso usarse para cultivar frutas con formas personalizadas y esculturas vivientes.
El estudio completo está disponible en el enlace ) ”rel =” noopener ”target =” _ blank ”> aquí.
