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Ciencia

Cómo la impresión 3D sobredimensiona el diminuto mundo del polen

Un proyecto permite a estudiantes, científicos e incluso diseñadores de moda crear modelos gigantes de granos de polen de todo el mundo.

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Impresiones digitales de muestras de polen, algunas de miles de años, producidas por el centro de bioimagen de la Universidad de Cardiff. Foto: Tony Hayes/Cardiff University

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Como exprofesor de ciencias de secundaria, Oliver Wilson conoce los desafíos de comunicar temas grandes y complejos. Ahora, el paleoecólogo llega a audiencias globales con un proyecto que da vida al mundo microscópico del polen mediante la producción de modelos gigantes impresos en 3D a partir del escaneos de granos de polen de alta calidad.

Poder identificar el polen es importante por muchas razones”, dice. Debido a que pueden sobrevivir millones de años y son pequeños y resistentes, pueden ayudar a rastrear cambios en los patrones climáticos, revelar la calidad de la miel y hasta proporcionar evidencia forense en escenas del crimen. “Pero me encanta ver qué más hace la gente con los modelos“, dice. Ya han sido utilizados por ecologistas de abejas en Brasil, maestros de escuela de Estados Unidos y arqueólogos irlandeses, entre otros.

La búsqueda de Wilson para brindar acceso abierto al escaneo e impresión de granos de polen en 3D comenzó después de ganar algo de dinero en la plataforma de enseñanza en línea I’m a Scientist, Get Me Out of Here por su éxito en involucrar a los estudiantes. Estaba decidido a usar el dinero para compartir su entusiasmo por el polen, que, según él, la mayoría de la gente pasa por alto como si fuera polvo, excepto cuando tienen fiebre del heno. Reconoció que proporcionar modelos gigantes de acceso abierto de estas diminutas formas únicas tendría enormes usos para la ciencia y la educación.

Oliver Wilson sostiene algunos ejemplos de modelos de polen disponibles en su 3D Pollen Project. Foto: 3D Pollen Project

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Desde entonces, ha creado una forma rápida, gratuita y accesible para que cualquiera pueda imprimir réplicas de granos de polen de gran tamaño, aumentadas 2,500 veces, a través de  3D Pollen Project en línea. Hasta ahora, ha escaneado y modelado el polen de 35 especies de plantas y está listo para comenzar a trabajar en las próximas 100 especies que se le envían de todo el mundo, desde lugares en Europa, Colombia, Tanzania, Ecuador y Mongolia.

“Fue un largo proceso de intentar averiguar cómo hacerlo bien. Pero estamos ahí, y hasta ahora se han descargado 2,500 veces en 45 países”, dice. “Me gustaría crear un amplio espectro con cada rama del árbol de la vida vegetal representada, para investigadores, escuelas y otros usuarios”, dice Wilson.

Una imagen digital de un grano de polen. El proceso de impresión y el resultado 3d de una réplica 2 mil veces más grande. Foto: Tony Hayes/Cardiff University

Interés universal por el polen

El proyecto ha encontrado seguidores más allá del mundo de la ciencia. “He recibido correos electrónicos de ingenieros mecánicos en Israel, diseñadores de moda en Dinamarca, otros en China, los Países Bajos… ¡sería bueno hacer chocolates de menta con polen también! La impresión 3D también tiene un gran potencial para revolucionar la enseñanza, especialmente mientras se produce un distanciamiento social”.

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Wilson es ahora un doctorando en la Universidad de Reading, investigando, mediante el estudio del polen, cómo el cambio climático y las culturas indígenas han influido en los árboles forestales de araucaria en peligro crítico en el sur de Brasil. Describe las cáscaras de polen como “los diamantes del mundo vegetal, uno de los materiales más resistentes de la naturaleza. Actúan como una máquina del tiempo, que dura millones de años. Nos dicen cómo los bosques son moldeados por el cambio climático y las personas”.

Para crear el 3D Pollen Project, Wilson colaboró ​​con la Universidad Hull y también contó con la ayuda del Centro de Investigación de Bioimagen de la Universidad de Cardiff y Katherine Holt, profesora principal de la Universidad de Massey en Nueva Zelanda, quien desarrolló por primera vez un conjunto de modelos precisos a escala impresos en 3D de polen hasta 3,000 veces su tamaño real. “La idea ha recibido mucho interés y aceptación, pero eso debería ser atribuido a Oliver, él creó el perfil para el concepto”, dice.

Una selección de models de polen en 3D. Foto: 3D Pollen Project

Polen de cerca de casa

Las primeras exploraciones de Wilson incluyeron polen de varios árboles europeos polinizados por el viento que se encuentran entre los peores para inducir la fiebre del heno: roble, abedul, aliso, avellano, sauce, pino y tilo de hoja pequeña. Sus modelos también incluyen polen de varias flores silvestres importantes polinizadas por insectos, incluida una margarita ojo de buey recolectada en Suecia que parece una mina naval, la de una equinácea rosa vibrante del jardín botánico de Chicago, además de granos de clary de pradera inglesa, hiedra, pie de ganso, ajenjo, reina de los prados, mala hierba, brezo y halcón de otoño. La mayoría de los granos de polen que ha escaneado y modelado van de tamaños de entre una centésima y una milésima de centímetro.

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Alastair Culham, profesor asociado de botánica en la Universidad de Reading, dijo: “La impresión 3D tiene un gran potencial en la enseñanza. Es el equivalente moderno de las famosas flores de cristal Blashcka en Harvard. Fueron pensados ​​principalmente como objetos educativos científicos, por lo que ahora entran en la misma categoría que los objetos impresos en 3D. Se han convertido en obras de arte, pero son modelos técnicamente muy precisos y el producto de una combinación única de tecnología, habilidad y práctica.

“Si bien la tecnología impresa puede tener la sensación de ser un producto de mercado masivo, esos modelos todavía necesitan limpieza y desbarbado y hay mucha habilidad para hacer el modelo de computadora en 3D”, agrega.

Tony Hayes, del centro de bioimagen de la Universidad de Cardiff, ha creado 60 modelos de polen para centros científicos, además de un insecto fósil de un pantano prehistórico, una cabeza gigante de una hormiga roja y una larva de pez cebra. “También creamos modelos de polen a partir de una excavación arqueológica llamada Footprints in Time, de hace 5,000 años”, dice.

Alex Ball, jefe de imágenes y análisis en el Museo de Historia Natural de Londres, dice que las exhibiciones de todos los tamaños ahora se escanean, imprimen o amplían en 3D.

“Algunas exhibiciones son demasiado pequeñas o frágiles para manipularlas, pero estas se pueden fabricar de manera económica y reemplazar fácilmente”, dice. “Esta es una forma de hacer que una colección sea más accesible. Estamos explorando cómo utilizarlas para enseñar microscopía a personas con discapacidad visual. Esto incluye impresiones en 3D de arena y granos de azúcar, cabezas de insectos y monedas”.

Semillas de arte

El museo trabajó recientemente con la artista Emma Gibson en el escaneo, aumento e impresión de granos de arena de una playa, convirtiéndolos en esculturas del tamaño de un automóvil llamadas Quicksand , exhibidas en Selfridges en Londres y destinadas al Yorkshire Sculpture Park.

Escultura de la serie Quicksand, de la artista Emma Gibson. Son granos minúsculos de arena transformados en esculturas megalíticas. Esta obra se exhibe en la tienda Selfridges de Londres. Foto: Andrew Meredith/Cortesía de YSP

Paul Wilson de la Universidad de Warwick, que organizó un simposio en línea esta semana sobre el futuro de la visualización en 3D en el patrimonio cultural que reunió a expertos en museos y científicos, dice: “Covid está obligando a los museos a realizar una gran cantidad de niveles de inmersión y pensar de nuevas formas”.

The Guardian
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