Introducción

Silo – Arte e Latitud Rural es una organización dedicada a acoger y difundir proyectos culturales en áreas rurales, con el objetivo de proporcionar un intercambio transdisciplinario, especialmente en arte, ciencia y tecnología, fomentando el intercambio de técnicas intuitivas y conocimiento científico. Todos los años se realiza un laboratorio de proyectos colaborativos, promoviendo la construcción colectiva de código abierto y el intercambio experimental, generando nuevos saberes y tecnologías tanto relacionadas con el universo técnico como social y produciendo aportes en diversas áreas de conocimiento: ingeniería, arte, educación, entre otras.

En el laboratorio de 2019 se realizaron seis proyectos. Uno de ellos fue el de biofabricación de materiales, que fue una propuesta propia y contó con el trabajo interdisciplinar de ocho colaboradores. Se trabajó en el desarrollo y testeo de distintos materiales, con los cuales generamos una primera aproximación a los biomateriales y una base de datos que nos permitió seguir investigando sobre biofabricación. Participamos personas de distintos países (Brasil, Argentina y Colombia), cada uno ya tenía saberes relacionados con los biomateriales (productor de hongos, productos de bebidas fermentadas, investigadores, estudiantes, diseñadores, etc.). A su vez colaboraron lugareños lo cual fue fundamental para entender las características de la región y los tipos de biomateriales que se podían realizar.

En el presente artículo se realizará una breve explicación de lo trabajado en el laboratorio y el potencial que tienen los biomateriales para el desarrollo de productos.

Biofabricación

A partir de la era industrial el hombre comenzó a utilizar los recursos naturales como si fueran infinitos, llegando a talar bosques enteros. Ahora la humanidad está entendiendo el daño que ha causado a la naturaleza, que los recursos naturales no son infinitos y que por lo tanto debemos cuidarlos y preservarlos.

Es por esto que se está trabajando en la implementación de un modelo de economía circular, el cual se interrelaciona con la sostenibilidad y cuyo objetivo principal es mantener en circulación durante el mayor tiempo posible los productos, materiales y recursos, reduciendo la producción de residuos. Se trata de implementar un sistema circular, no lineal, basado en el principio de cerrar el ciclo de vida de los productos. «Esto implica disociar la actividad económica del consumo de recursos finitos y eliminar los residuos del sistema desde el diseño» (Ellen MacArthur Foundation, 2017). Dentro de esta revolución, el diseño cumple un rol fundamental. A este escenario se incorpora la biofabricación, que implica el uso de la biotecnología para cultivar y hacer crecer objetos en lugar de manufacturarlos. «Creemos que hay una mejor manera de alimentar al planeta y reducir la cantidad de plástico utilizado en los productos de consumo. Nuestra misión es cultivar mejores materiales que sean compatibles con la Tierra» (Empresa Ecovative, 2019).

La biofabricacion permite reflexionar acerca de las formas en que utilizamos los recursos y permite generar modelos de producción de materiales naturales y compostables, bajo un modelo de economía circular, en donde no se generan residuos, sino que todo se vuelve a utilizar como materia prima. El trabajo de investigación en Silo consistió en el testeo y desarrollo de nuevos biomateriales a partir del trabajo con micelio de Hongos y scoby de kombucha que se describe a continuación.

Los hongos descomponedores de madera tienen el potencial y la cualidad al mezclarlos con sustratos específicos de transformarse en un aglomerado útil para el desarrollo de productos. Por esto se testeó la mezcla de diversos hongos con sustratos naturales provenientes de desechos orgánicos hogareños (yerba mate, café, etc.). Por otra parte, la kombucha es una bebida fermentada, la cual contiene una capa superior denominada scoby, una simbiosis de levaduras y bacterias que se alimentan de té con azúcar. Este scoby, al secarlo, se puede utilizar como un biocuero y realizar productos con dicho material.

Se realizaron pruebas con ambos procesos y se evaluaron propiedades mecánicas, químicas y posibles técnicas para trabajar los materiales. En base a los resultados se generaron conclusiones y se propusieron diversas aplicaciones del material. A su vez, durante la experiencia se hicieron tintes naturales, productos y herramientas a partir de materiales naturales de la zona.

Zona de estudio

La Serrinha de Alambari es un Área de Protección Ambiental (APA) en el municipio de Resende (Río de Janeiro), en la vertiente oriental del Parque Nacional de Italiana. Después de décadas de deforestación, el bosque se ha estado regenerando y grandes extensiones tienen la apariencia de bosque primario. (Área de Protección Ambiental Serrinha do Alambari, 2016)

En cuanto al clima podemos mencionar que llueve más en Serrinha que en otras regiones cercanas y la humedad retenida en las laderas suministra importantes manantiales. El clima es mesotérmico con veranos suaves y lluviosos, sin una estación seca. Estas características generan un ambiente propicio para el crecimiento de hongos descomponedores de madera en los bosques. La historia de Serrinha comenzó con la tala de árboles para la construcción de casas, muebles y artefactos, por lo cual hay una tradición local de artes, oficios y costumbres. Por esto decidimos experimentar con sustratos naturales para el desarrollo de biomateriales con micelio y con tintes naturales provenientes de flores y frutos locales, pensando en que este desarrollo luego puede ser aprovechado por los lugareños.

Proceso experimental. Micelio de hongos

Se define como hongo al organismo vegetal que pertenece al reino de los hongos. Lo que vemos del hongo por fuera de la tierra son las setas, pero debajo de la tierra se encuentra gran parte del hongo que es el micelio. Este está formado por filamentos o hifas, siendo el conjunto de estas hifas el micelio. El micelio es el aparato vegetativo de la planta y, en consecuencia, es en realidad lo que hace crecer, reproducir y morir al hongo. Se compara el micelio con una compleja red neuronal humana y con las redes de internet, ya que es el tejido invisible que permite la existencia de los hongos y sus ramificaciones son complejas y extensas. Los hongos descomponedores de madera son capaces de generar un biomaterial, un aglomerado útil para el desarrollo de productos, es por esto que se realizaron varias pruebas experimentales con micelios de distintos hongos y diversos sustratos para desarrollar este biomaterial.

Para realizar la experimentación se realizó una recolección de hongos y materiales de los bosques. En el recorrido pudimos recolectar más de 30 variedades de hongos. Esto fue posible gracias a que tres días antes de la recolección hubo abundantes lluvias y esto propició el desarrollo de hongos.

Identificamos una gran colonia de micelio de aproximadamente medio metro cuadrado y recogimos sustratos (árboles descompuestos, follaje de árboles, hojas, etc.). Luego de la recolección y con ayuda de un manual de recolección de materiales se identificaron los tipos de hongos y de ellos seleccionamos tres especies para generar micelio para biofabricacion: 1) Ganoderma Lucidum, 2) Ganoderma, 3) Auricularia.

En cuanto a los sustratos se utilizaron los siguientes: yerba mate, pozos de café, aserrín de bambú y de pino, fibras de bambú, madera degradada por orugas del bosque, hojas secas y tallos.

Para generar el micelio se desarrolló el siguiente procedimiento: Se hirvieron granos de trigo hasta que estén un poco pasados de cocción, se colocaron los granos en un recipiente de vidrio tapado con papel aluminio y se esterilizó el mismo colocándolo en una olla a presión a 100° C durante 60 minutos. Luego, el material esterilizado se mezcló con harina para mejorar el crecimiento (20 % de harina en relación con el trigo) y se colocó en unos moldes termoformados con un equipo prestado del fablab fazmakers utilizando objetos naturales para darle forma y textura (troncos, calabazas, maderas, hojas de árboles, etc.). Con un cuchillo esterilizado se cortó un pedazo de hongo cerca del tallo, próximo al tronco de donde se recolectó. Luego, se tapó el molde con un papel film y se le realizaron unas perforaciones para oxigenar el sustrato. Estos moldes se colocaron en una incubadora de bajo costo realizada con un calentador de pecera, un frasco y una caja plástica de gran tamaño.

Se dejó crecer a los hongos en el sustrato de trigo durante siete días. Luego que el micelio colonizó al sustrato agregamos otros materiales para evaluar propiedades (Figura 2). Antes de colocar los sustratos también los esterilizamos en la olla a presión 70 minutos a 100° C. Luego, volvimos a cerrar los moldes y los colocamos en la incubadora por siete días más. Al finalizar la residencia logramos obtener un material compactado, el cual se puede utilizar como alternativa al telgopor (poliestireno expandido) (Figura 3).

Este material se puede moldear y dar la forma necesaria para cumplir determinadas funciones, como por ejemplo: aislamiento térmico, bloques para la construcción, packaging, productos (lámparas, cuencos, asientos, etc.). Durante la experiencia desarrollamos una guía didáctica para niños, ya que vinieron alumnos de una escuela rural al taller para ver el laboratorio y les enseñamos el proceso (Figura 4).

Kombucha. Biocuero con scoby

La kombucha es una bebida probiótica fermentada de ligero sabor ácido obtenida a base de té endulzado fermentado por la acción de una colonia de aspecto gelatinoso, compuesta por varias bacterias y levaduras. Durante el proceso de producción de la kombucha los organismos crecen formando en la superficie del líquido un cuero viscoso denominado scoby, el cual puede ser utilizado para la realización de biocuero.

Para preparar la kombucha se realizan dos fermentaciones. La primera aeróbica en donde se deja a temperatura ambiente en un frasco con té endulzado y la segunda anaeróbica en la que se le da sabor con frutas y se cierra el contenedor para que genere gas. Para mantener la kombucha se guarda el scoby y el 10 % de líquido sobrante de la kombucha, se agrega más té endulzado y se reinicia el proceso.

Con el scoby que va creciendo por encima del contenedor a medida que se va produciendo kombucha se puede realizar un biocuero. Tiene apariencia similar a un cuero de animal, con la diferencia que absorbe agua; el mismo toma la forma del perímetro del contenedor que se utiliza por lo que se pueden realizar contenedores con formas específicas para obtener scoby con forma (Figura 5).

Para realizar el biocuero se sacó el scoby crecido, de aproximadamente 8 mm de espesor y, con las manos limpias, se lavó con agua y se colocó en un bastidor para ventilar de ambos lados. Finalmente, se dejó bajo la luz solar para su secado, siendo el horno deshidratador o horno común a 50° C otras alternativas. Con el biocuero adquirido se realizaron diversas pruebas de tratamientos superficiales y usos. La adición de bicarbonato de sodio o sal generó buenos resultados de conservación del scoby, dándole una protección contra la humedad y mejorando su dureza.

Con esta experimentación generamos una serie de conclusiones en cuanto a las propiedades del biocuero. Cuanto más espesor tiene el cuero, más opaco se vuelve: el espesor no debe ser mayor a 1 cm, ya que cuesta mucho el secado. El material absorbe mucha agua, por lo que para reducir esa característica se puede aplicar sal, bicarbonato de sodio o aceite de coco. Se pueden diseñar moldes para hacer crecer el scoby. Se puede coser o secarlos en conjunto para que se peguen y se pueden ahorrar procesos productivos para hacer el biomaterial más sustentable.

También se realizaron pruebas de coloración con tintes naturales (flores silvestres, remolacha, fruto de acaí, etc.) y pinceles naturales a partir de las fibras del bambú, con una técnica artesanal de trabajo de la caña (Figura 6).

Asimismo se probó coser el biocuero obteniendo buenos resultados como si fuera una tela gruesa. Con las pruebas se realizaron productos: una mampara de lámpara y una canasta termoformada (Figura 7).

Conclusiones

El trabajo interdisciplinario fue sumamente enriquecedor, ya que pudimos trabajar en conjunto con diseñadores, biotecnólogos, productores de hongos y de kombucha, artistas, artesanos y personas de la región que conocen a la comunidad, los materiales y los procesos productivos. El vínculo y el intercambio interdisciplinar nos permitió desarrollar un proyecto integral, en el cual tuvimos en cuenta aspectos sociales, medioambientales, políticos y tecnológicos. Durante el proceso de testeo surgieron muchas inquietudes y posibilidades de aplicaciones. Por cuestiones de contexto y tiempo acotamos la investigación a evaluar propiedades poscrecimiento. Queda pendiente para una próxima etapa realizar análisis de crecimiento (niveles de gases, humedad, mediciones físicas y químicas). Otra meta pendiente es el relevamiento de los tiempos de crecimiento y sus condiciones óptimas.

En una próxima fase, también se quiere evaluar la impermeabilidad del scoby de kombucha. En cuanto al material miceliado se desea explorar sobre su capacidad de resistencia al fuego, agua, sonido y su flexibilidad. La posibilidad de reemplazar materiales artificiales por naturales abre un nuevo universo de posibilidades de materialidad y herramientas de fabricación y trasformación. El material miceliado logra una consistencia moldeable que también permite experimentar su moldeo a través de una máquina de impresión 3d, para lograr formas complejas y a su vez, evaluar la posibilidad de cocción y moldeo durante la impresión, reduciendo procesos productivos y optimizando el resultado.

Quedan muchas preguntas y áreas de investigación con un amplio potencial para seguir desarrollando a futuro. Gracias a Cinthia Mendoza y todo el equipo de organización de Silo por darme el espacio propicio para esta Investigación y a todos los que participaron de Interactivos? 19, por compartir esta experiencia. Por último, un especial agradecimiento a la FADU de la UNL por brindarme la educación como diseñadora, por darme un espacio como docente dentro de la carrera de diseño y por permitirme llevar a cabo este proyecto de investigación.