Engenharia encontra a zoologia numa nova colaboração entre o Zoológico e a GE Additive
O Jardim Zoológico e Botânico de Cincinnati abriga 2.000 animais, incluindo a mundialmente famosa hipopótamo Fiona, e está empenhado em proporcionar a cada um deles um excelente cuidado. Graças a uma nova parceria com a GE Additive, conhecida por ultrapassar os limites da impressão industrial 3D (muitas vezes referida ao fabrico de aditivos), alguns dos animais estão a receber refeições de um alimentador fabricado que encoraja comportamentos naturais de forragem.
"Algo em que muitas vezes pensamos é em como imitar os comportamentos naturais de alimentação dos animais de que gostamos. Na natureza, os animais são adaptados para encontrar, adquirir e processar alimentos - e nem sempre é fácil! No entanto, nos cuidados humanos, os alimentos estão sempre disponíveis e de boa qualidade e equilíbrio e, em muitos casos, são consumidos muito rapidamente", disse David Orban, gestor de excelência animal do Zoológico de Cincinnati.
"Por exemplo, um desafio que frequentemente vemos quando oferecemos insectos vivos a algumas das nossas aves ou pequenos mamíferos é que eles são capturados e consumidos numa questão de cinco a dez minutos". Tivemos a ideia de criar um comedouro mais complexo que prolongará a duração da forragem, prolongando, por sua vez, a actividade física e a estimulação mental dos animais, levando a um comportamento mais natural da vida selvagem", acrescentou Orban.
Orban lidera uma equipa que observa e documenta a forma como os animais passam os seus dias e como interagem com os seus ambientes e uns com os outros. Estes dados são utilizados para compreender melhor as experiências dos animais no Zoológico de Cincinnati e podem ser utilizados para informar as facetas dos cuidados com os animais, incluindo a pecuária, a dieta, a concepção de habitats e soluções inovadoras de enriquecimento.
Engenheiros da equipa de consultores da GE Additive AddWorks em Cincinnati utilizaram os dados recolhidos pelos investigadores e detentores de animais do Jardim Zoológico para imaginar como a tecnologia de impressão em metal 3D poderia ajudar a dar aos animais a oportunidade de encontrarem os seus alimentos como encontrariam na natureza.
"Para dar o pontapé de saída, a equipa do Jardim Zoológico mostrou-nos o seu objectivo de manter os animais envolvidos e enriquecidos. Ficámos entusiasmados por trabalhar com um cliente tão atípico e um desafio que nos permitiria demonstrar que, com a tecnologia de aditivos, o céu é realmente o limite", disse Shannon Jagodinski, engenheiro chefe da GE Additive em Cincinnati.
Um dos desafios deste projecto pro bono foi aprender a comunicar uns com os outros - engenheiro para zoólogo e vice-versa. Outro foi ajudar a equipa do Zoo de Cincinnati a compreender as possibilidades que a impressão 3D cria.
"A tecnologia aditiva permite um design que incorpora qualquer forma, ângulo, estrutura ou textura que seja necessária, com metal ou plástico". A primeira coisa que considerámos foi a segurança para os animais, tratadores e visitantes e depois o pedido do Zoo para que o dispositivo de enriquecimento animal parecesse natural dentro do ambiente", acrescentou Jagodinski.
Após as suas reuniões iniciais, os engenheiros da GE Additive e a equipa de enriquecimento e detentores do Zoo começaram a trocar as suas ideias de design por um novo alimentador. O Zoológico recolheu o maior número possível de ideias do pessoal de tratamento de animais para novas experiências de enriquecimento para os animais.
Os engenheiros da GE avaliaram estes conceitos para a viabilidade do design, tendo em conta as considerações específicas que vão na concepção de uma peça aditiva - tudo, desde a orientação da peça na máquina aditiva, até à remoção do pó. Apresentaram duas ideias à equipa do Jardim Zoológico, que seleccionou então o design que pensavam ser o maior benefício para o mais vasto grupo de animais. A primeira parte foi impressa, utilizando pó de titânio reciclado, em Fevereiro deste ano.
O produto final é um dispositivo que desliga os detentores da alimentação dos animais, desembolsando alimentos em habitats em momentos aleatórios, o que mais parece uma experiência que os animais teriam na natureza. O exterior do dispositivo reproduz um tronco de árvore com uma textura semelhante à casca e o interior do comedouro tem um compartimento central para alojar os grilos, que está ligado a tubos de comprimento variável que saem do dispositivo em diferentes pontos ao longo do exterior.
Dependendo do tubo seleccionado pelo grilo, é necessário um tempo diferente para deixar o dispositivo, que, por conseguinte, fornece grilos aos animais em momentos variáveis.
"Após a selecção deste conceito de alimentador, as minhas perguntas iniciais foram "qual o tamanho de um grilo e qual o tamanho do tubo de que necessitam para rastejar? Recebemos algum feedback da equipa de insectos do Jardim Zoológico e tentámos três tamanhos diferentes de tubos. Imprimimos tubos protótipos com três diâmetros diferentes e testámo-los num recinto de críquete no jardim zoológico para ver qual o tamanho que melhor funcionava", disse Jagodinski.
Apesar de zoológicos em todo o mundo terem sido temporariamente fechados devido à pandemia do COVID-19, a equipe da GE Additive em Cincinnati conseguiu entregar um dispositivo pronto antes do bloqueio. Os tratadores de zangões puderam usar esse tempo para experimentar e testar a eficácia do alimentador primeiro com pássaros e depois com mamíferos insetívoros menores, como os suricatos.
“Vimos que o tempo de forrageamento e a investigação e interação dos animais duram até algumas horas em nossos testes em comparação a alguns minutos, o que é realmente emocionante para nós, porque isso significa que podemos utilizá-lo várias vezes ao dia e em diferentes habitats. Realmente vimos que muitos animais se interessaram e continuam se interessando, exatamente o que queríamos ”, disse David Orban.
A GE Additive entregará vários outros dispositivos de alimentação ao Zoológico de Cincinnati, incluindo um para educação sobre enriquecimento animal e capacidade de impressão 3D. Esta peça de demonstração removerá uma parte do exterior texturizado da casca para expor as passagens internas complexas e intricadas possíveis com a impressão 3D em metal para ensinar grupos escolares e outros visitantes.
"Se há uma coisa que continuo aprendendo com o aditivo é que cada cliente tem seus próprios desafios. É incrível ver o impacto positivo que essa parceria única teve para os animais ”, disse Dave Chapin, líder da equipe de consultoria AddWorks da GE Additive.
Quanto a Jagodinski, ela está ansiosa pelo dia em que o famoso marco de Cincinnati reabre seus portões, após o Coronavírus: “Estou empolgado por poder ir ao zoológico com minha família e amigos, apontar para um habitat e dizer olá. Eu trabalhei nisso, que é uma peça aditiva de titânio e que foi criada usando a tecnologia de impressão 3D. ”