Investigadores de la Universidad de Tecnología y Diseño de Singapur (SUTD) han desarrollado un proceso que permite la producción y degradación de casi cualquier objeto dentro de una economía circular utilizando fabricación aditiva y residuos urbanos. el subproducto más grande de la civilización.

Inspirado por el modo cíclico de producción y degradación de materiales biológicos por organismos que utilizan energía y recursos materiales limitados que se encuentran en condiciones localizadas, los investigadores, junto a sus colaboradores, enfocado en traducir esos principios en ecosistemas urbanos. Esto fue para reducir su dependencia del transporte intercontinental, procesos de fabricación que demandan energía, uso de sustancias químicas nocivas, y dependencia de materiales sintéticos artificiales que requieren complejos procedimientos de recuperación más allá de su vida útil.

Los investigadores de SUTD del mismo equipo desarrollaron previamente un material adhesivo similar a un hongo, también conocido como FLAM, transformando eficazmente la quitina y la celulosa, en materiales para la fabricación sostenible. Derivado de las conchas de crustáceos e insectos, así como madera y papel, respectivamente, la quitina y la celulosa son los dos polímeros orgánicos más abundantes en la tierra. Considerado como una alternativa 'verde' al plástico, FLAM no solo es biodegradable, flexible, y duradero; se puede producir en masa a gran escala utilizando tecnología de impresión 3-D.

La celulosa se puede obtener fácilmente a partir de residuos urbanos como papel tisú, textiles, y materia vegetal. Sin embargo, a pesar de la naturaleza omnipresente de la quitina, este polímero se cosecha principalmente como producto industrial y agrícola. Por ejemplo, La quitina está disponible principalmente como un subproducto estacional de la industria pesquera y se limita a las zonas rurales costeras. Esto significa que se necesitaría transportar quitina sobre diferentes ecosistemas cuando hay demanda, contribuyendo al transporte de mercancías, que es conocido por ser un contribuyente clave a las emisiones de dióxido de carbono.

En el estudio, publicado por Nature's Informes científicos , los investigadores han desarrollado un vínculo entre la fabricación bioinspirada y la bioconversión de residuos urbanos, permitir un modo de producción diferente basado en materiales que están convenientemente disponibles dentro de cualquier ecosistema regional, reduciendo significativamente la necesidad de transporte.

Se determinó que la quitina se puede producir con requisitos de energía limitados y reducir el desperdicio de alimentos al mismo tiempo. aliviar el gasto más grande para los municipios de todo el mundo, todo con la ayuda de la humilde mosca soldado negro (BSF, Hermetia illucens). El estudio informa de la extracción exitosa de quitina de las conchas de estos BSF.

Al mismo tiempo, el BSF también es mundialmente conocido por su eficiente desglose de una amplia variedad de materiales orgánicos, como el desperdicio de alimentos en proteínas, aceites y otras biomasas, reduciendo así la cantidad de residuos enviados a los vertederos.

A pesar de la popularidad de BSF, el equipo de investigación se aseguró de que su sistema desarrollado no dependiera del uso de BSF o de cualquier otra fuente única de materiales, ya que la quitina y la celulosa están presentes en una miríada de organismos en todos los ecosistemas de la tierra, como otros insectos, hongos y gusanos. Si bien estos organismos también se utilizan para procesar desechos, ellos a su vez producen quitina como subproducto.

Con las pérdidas anuales de alimentos depositados en vertederos que se estima en alrededor de un tercio de la producción total mundial, bio conversión a través de insectos, hongos y gusanos, no solo está ganando popularidad como una solución eficaz para la gestión de residuos urbanos, pero también sugiere un paradigma emergente de una ecología urbana circular, que abarca desde la producción y fabricación de materiales hasta la recuperación al final de su vida útil.

Fabricación con los polímeros biológicos más abundantes del mundo, o muy cerca de la fuente de producción y consumo, como la celulosa y la quitina que se utilizan para FLAM impresos en 3-D, no solo nos permiten abordar las desviaciones clave que surgen de nuestra forma de vida urbana, pero motivar una economía y una sociedad fundamentalmente más sostenibles.

"Este nuevo desarrollo transformará la forma en que fabricamos, permitiendo un modelo alternativo donde los materiales se producen y consumen utilizando recursos disponibles localmente. También, permitirá que cualquier persona en todo el mundo se adapte e integre la fabricación general a su ecosistema circundante, "dijo el profesor asistente Javier G. Fernandez de SUTD, autor principal del artículo.

"La proximidad y la profunda integración de los ciclos de producción y consumo inspirados en la biología dentro de los ecosistemas urbanos pueden no solo influir en la forma en que habitamos las ciudades del mañana, pero también envision upstream, diseñarlos y construirlos, ", agregó el profesor asociado Stylianos Dritsas también del SUTD y coautor del artículo.