La ingeniería se une a la zoología en una novedosa colaboración entre el Zoológico y GE Additive
El Zoológico y Jardín Botánico de Cincinnati es el hogar de 2.000 animales, incluyendo a la mundialmente famosa hipopótamo Fiona, y se compromete a proporcionar a cada uno de ellos un excelente cuidado. Gracias a una novedosa asociación con GE Additive, conocida por traspasar los límites de la impresión industrial en 3D (a menudo referida a la fabricación de aditivos), algunos de los animales están obteniendo comida de un alimentador fabricado que fomenta los comportamientos naturales de búsqueda de alimento.
"Algo en lo que a menudo pensamos es cómo imitar los comportamientos naturales de alimentación de los animales que cuidamos. En la naturaleza, los animales están adaptados para encontrar, adquirir y procesar alimentos - ¡y no siempre es fácil! Sin embargo, en el cuidado humano, los alimentos siempre están disponibles y son de buena calidad y equilibrio, y en muchos casos se consumen con bastante rapidez", dijo David Orban, gerente de excelencia animal del Zoológico de Cincinnati.
"Por ejemplo, un desafío que a menudo vemos cuando ofrecemos insectos vivos a algunas de nuestras aves o pequeños mamíferos es que son capturados y consumidos en cuestión de cinco a diez minutos. Hemos tenido la idea de crear un alimentador más complejo que prolongará la duración del forrajeo, a su vez, extendiendo la actividad física y la estimulación mental de los animales, lo que conduce a una vida silvestre de comportamiento más natural", añadió Orban.
Orban encabeza un equipo que observa y documenta cómo los animales pasan sus días y cómo interactúan con su entorno y entre sí. Estos datos se utilizan para comprender mejor las experiencias de los animales en el Zoológico de Cincinnati y pueden emplearse para informar sobre aspectos del cuidado de los animales, como la cría, la dieta, el diseño del hábitat y las soluciones innovadoras de enriquecimiento.
Los ingenieros del equipo consultor de AddWorks de GE Additive en Cincinnati utilizaron los datos recopilados por los investigadores y cuidadores de animales del Zoo para imaginar cómo la tecnología de impresión en 3D de los metales podría ayudar a dar a los animales la oportunidad de encontrar su alimento como lo harían en la naturaleza.
"Para empezar, el equipo del Zoo nos mostró los alrededores y nos explicó su objetivo de mantener a los animales comprometidos y enriquecidos. Estábamos encantados de trabajar con un cliente tan atípico y con un reto que nos permitiría demostrar que, con la tecnología de los aditivos, el cielo es realmente el límite", dijo Shannon Jagodinski, ingeniero jefe de GE Additive en Cincinnati.
Uno de los retos de este proyecto pro bono fue aprender a comunicarse entre sí - de ingeniero a zoólogo y viceversa. Otro fue ayudar al equipo del zoológico de Cincinnati a entender las posibilidades que crea la impresión en 3D.
"La tecnología de aditivos permite que un diseño incorpore cualquier forma, ángulo, estructura o textura que se necesite, con metal o plástico. Lo primero que consideramos fue la seguridad de los animales, los cuidadores y los visitantes y luego la petición del Zoo de que el dispositivo de enriquecimiento animal se vea natural dentro del entorno", añadió Jagodinski.
Después de sus reuniones iniciales, los ingenieros de GE Additive y el equipo de enriquecimiento y los cuidadores del zoológico comenzaron a intercambiar sus ideas de diseño para un nuevo alimentador. El Zoológico recogió tantas ideas como fue posible del personal de cuidado de los animales para nuevas experiencias de enriquecimiento para los animales.
Los ingenieros de GE evaluaron estos conceptos para la viabilidad del diseño, teniendo en cuenta las consideraciones específicas que van en el diseño de una parte del aditivo - todo desde la orientación de la parte en la placa de construcción de la máquina de aditivos hasta la eliminación del polvo. Presentaron dos ideas al equipo del zoológico, que luego seleccionó el diseño que pensó que proporcionaría el mayor beneficio al grupo más amplio de animales. La primera parte fue impresa, usando polvo de Titanio reciclado, en febrero de este año.
El producto final es un dispositivo que desconecta a los cuidadores de la alimentación de los animales, desembolsando comida en los hábitats en momentos aleatorios, que es más como una experiencia que los animales tendrían en la naturaleza. El exterior del dispositivo reproduce un tronco de árbol con una textura parecida a la corteza, y el interior del alimentador tiene un recinto central para albergar grillos, que está conectado a tubos de longitud variable que salen del dispositivo en diferentes puntos del exterior.
Dependiendo del tubo que el grillo seleccione, toma una cantidad de tiempo diferente para salir del dispositivo, que por lo tanto provee grillos a los animales en diferentes momentos.
"Después de que este concepto de alimentador fue seleccionado, mis preguntas iniciales fueron '¿qué tan grande es un grillo y qué tamaño de tubo necesitan para arrastrarse a través de él?' Recibimos información del equipo de insectos del zoológico y probamos tres tamaños de tubos diferentes. Imprimimos prototipos de tubos con tres diámetros diferentes y los probamos en un recinto de grillos en el zoológico para ver qué tamaño funcionaba mejor", dijo Jagodinski.
A pesar de que los zoológicos de todo el mundo se cerraron temporalmente debido a la pandemia de COVID-19, el equipo de GE Additive en Cincinnati pudo entregar un dispositivo terminado antes del bloqueo. Los cuidadores del zoológico han podido usar este tiempo para experimentar y probar la eficacia del comedero primero con aves y luego con mamíferos insectívoros más pequeños como las suricatas.
"Hemos visto que el tiempo de búsqueda y la investigación e interacción de los animales duran hasta unas pocas horas en nuestras pruebas en comparación con unos pocos minutos, lo cual es realmente emocionante para nosotros porque eso significa que podemos utilizarlo varias veces al día y en diferentes hábitats Realmente hemos visto que muchos animales se han interesado y continúan interesados en él, que es exactamente lo que queríamos ”, dijo David Orban.
GE Additive entregará varios dispositivos de alimentación más al zoológico de Cincinnati, incluido uno para educación sobre enriquecimiento de animales y capacidad de impresión 3D. Esta pieza de demostración eliminará una parte del exterior texturizado de corteza para exponer los complejos e intrincados pasillos internos posibles con la impresión 3D en metal para enseñar a grupos escolares y otros visitantes.
"Si hay algo que sigo aprendiendo con aditivos es que cada cliente tiene sus propios desafíos únicos. Es sorprendente ver el impacto positivo que esta asociación única ha tenido para los animales ", dijo Dave Chapin, líder del equipo de consultoría AddWorks en GE Additive.
En cuanto a Jagodinski, espera con ansias el día en que el famoso monumento de Cincinnati vuelva a abrir sus puertas, después de Coronavirus, “Estoy emocionado de poder ir al zoológico con mi familia y amigos y señalar un hábitat y decir hola Trabajé en eso, esa es una parte aditiva de titanio, y eso fue creado usando tecnología de impresión 3D ".
