ES2953699T3 - Textil y método de fabricación de estructuras cementadas biológicamente para aplicaciones marítimas - Google Patents
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Abstract
La invención está dirigida a kits, composiciones, herramientas y métodos para estructuras cementadas biológicamente. Más particularmente, la invención está dirigida a materiales y métodos para el cultivo de bivalvos, tales como ostras y almejas, y también otros invertebrados marinos y de agua dulce tales como esponjas y otros organismos sésiles comercialmente valiosos. Los kits, composiciones, herramientas y métodos de la invención también se aplican al control de la erosión de playas y superficies submarinas, para la formación de cimientos tales como cimientos para soportes de muelles, muros marinos y otras estructuras deseables. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Textil y método de fabricación de estructuras cementadas biológicamente para aplicaciones marítimas
ANTECEDENTES
1. CAMPO DE LA INVENCIÓN
[0001] La invención se refiere a textiles y métodos de fabricación de los mismos para estructuras cementadas biológicamente. Más particularmente, la invención se refiere a materiales y métodos para estructuras biológicamente cementadas para su uso bajo el agua. Estas estructuras se pueden utilizar para el cultivo de bivalvos, tales como ostras y otros organismos sésiles comercialmente valiosos; restauración de arrecifes de coral y para el control de la erosión de las superficies submarinas.
2. DESCRIPCIÓN DE LOS ANTECEDENTES
[0002] Los organismos sésiles son criaturas, que pueden ser animales o plantas, que se adhieren permanentemente a objetos sólidos en alguna etapa de sus ciclos de vida. Los organismos sésiles incluyen bivalvos, braquiópodos, esponjas, hidra y muchos otros. Los organismos como el coral son sésiles y establecen su propio sustrato a partir del cual crecen. Otros organismos como esponjas, algas marinas, bivalvos e hidras crecen a partir de sólidos como rocas, troncos de árboles u objetos artificiales como barcos hundidos, estructuras de cemento o casi todo lo que se encuentra en el medio ambiente marino.
[0003] Los bivalvos y los braquiópodos son clases de organismos marinos y de agua dulce con cuerpos comprimidos lateralmente encerrados por un caparazón que consta de dos partes con bisagras. Los bivalvos como grupo incluyen almejas, ostras, berberechos, mejillones, vieiras y muchas otras familias que viven en agua salada, así como varias familias que viven en agua salobre o dulce.
[0004] Muchos bivalvos se adhieren a las rocas u otras superficies duras mediante hilos de biso compuestos de queratina y proteínas. Algunos bivalvos, como las vieiras y las conchas de lima, pueden nadar, mientras que otros viven dentro de estructuras de madera, arcilla o piedra. La mayoría de los braquiópodos se adhieren a superficies duras por medio de un pedículo o tallo cilíndrico que tiene una cutícula quitinosa que sobresale a través de una abertura. Los lofotrocozoos, un grupo de braquiópodos, tienen válvulas o caparazones duros en las superficies superior e inferior, a diferencia de la disposición izquierda y derecha de los moluscos bivalvos. Las válvulas de los braquiópodos tienen bisagras en la parte trasera, mientras que la parte delantera puede abrirse para alimentarse o cerrarse para protegerse. La mayoría de estos organismos se alimentan por filtración con branquias para alimentarse y respirar. Las conchas de los bivalvos y los braquiópodos, la estructura exterior del coral y los puntos de unión de los braquiópodos suelen estar compuestos de carbonato de calcio, también conocido como calcita. Los tamaños de las conchas adultas de los bivalvos varían desde fracciones de milímetro hasta más de un metro de longitud.
[0005] Los organismos sésiles, especialmente los bivalvos, han sido durante mucho tiempo parte de la dieta de las poblaciones humanas. En particular, las ostras son una fuente importante de bivalvos para alimentos, adornos como perlas y joyas, y en el control biológico de la contaminación. El conocimiento de los ciclos reproductivos de estos organismos ha llevado al desarrollo de criaderos y técnicas de cultivo. Muchas de estas técnicas implican la localización de superficies sólidas existentes para su fijación. A menudo, los sólidos existentes no se encuentran en lugares convenientes u óptimos para la agricultura submarina. Además, las técnicas de fijación a las superficies existentes tienden a ser muy ineficientes, con la pérdida de porcentajes significativos de la población inicial durante la siembra.
[0006] La recolección mediante técnicas convencionales de cultivo en el océano da como resultado una alta mortalidad, lo que es muy ineficiente. Las tasas de mortalidad durante la cosecha se deben, en parte, a las dificultades de recuperación de los organismos de las estructuras submarinas, lo que invariablemente implica la destrucción del soporte sólido. Los organismos también son necesariamente dañados o destruidos por estas técnicas de recolección. Estas ineficiencias en el cultivo también son causadas por una distribución no uniforme durante la unión, lo que da como resultado un crecimiento atrofiado y/o una mortalidad creciente durante el período de crecimiento, especialmente en áreas de alta densidad. La distribución desigual da como resultado una falta de nutrientes para poblaciones densas, lo que afecta negativamente a la eficiencia de la producción. Existe la necesidad de herramientas y métodos que no tengan un impacto adverso y, en cambio, favorezcan el crecimiento y desarrollo a gran escala de organismos submarinos sin los problemas asociados con el crecimiento de alta densidad y la recuperación ineficiente.
SUMARIO DE LA INVENCIÓN
[0007] La presente invención supera los problemas y desventajas asociados con las estrategias y diseños actuales, y proporciona nuevas herramientas, composiciones y métodos para estructuras marinas subacuáticas que se pueden usar como superficies de unión, como la agricultura marina.
[0008] Una realización de la invención se refiere a un textil según la reivindicación 1. Preferentemente, el textil está compuesto de material orgánico y/o inorgánico como, por ejemplo, arpillera o un polímero. Preferentemente, las esporas de las células productoras de ureasa comprenden o se derivan de bacterias tales como, por ejemplo, Sporosarcina pasteurii, Sporosarcina ureae, Proteus vulgaris, Bacillus sphaericus, Myxococcus xanthus, Proteus mirabilis, Helicobacter pylori o variantes, serotipos, modificaciones genéticas, mutaciones o combinaciones de los mismos. Preferentemente, el textil se endurece con calcita que es producida por las bacterias. También preferentemente, el textil contiene un agente colorante o identificable.
[0009] Según la invención, el textil comprende organismos sésiles. Preferentemente, los organismos sésiles son bivalvos tales como estadios inmaduros o larvarios de ostras o almejas, pólipos de coral, estadios larvales de esponjas o anémonas, u otro invertebrado marino adecuado.
[0010] Otra realización de la invención comprende un método según la reivindicación 7 para la fabricación de un textil que contiene esporas de bacterias productoras de ureasa, que comprende: proporcionar un textil; colocar el textil en una solución acuosa que contiene una fuente de nitrógeno y una fuente de calcio; añadir un cultivo de esporas de bacterias productoras de ureasa a la solución acuosa; e incubar el textil con la solución acuosa que contiene las esporas durante un período de tiempo para producir calcita dentro del textil para crear el nivel deseado de rigidez del textil. Preferentemente, el textil comprende yute, cáñamo, sisal, arpillera, papel, madera, plástico, un polímero o una combinación de los mismos. Preferentemente, la fuente de nitrógeno comprende urea y la fuente de calcio comprende cloruro de calcio o carbonato de calcio. Preferentemente, el textil endurecido se cultiva con organismos sésiles y se coloca en un entorno marino durante un período de tiempo para permitir que las ostras o los pólipos crezcan y se desarrollen.
[0011] En el presente documento también se desvelan métodos de cultivo de ostras que comprenden: proporcionar un textil; colocar el textil en una solución acuosa que contiene una fuente de nitrógeno y una fuente de calcio; añadir un cultivo de esporas de bacterias productoras de ureasa a la solución acuosa; incubar el textil con la solución acuosa que contiene las esporas durante un período de tiempo; exponer el textil incubado a pólipos de ostras durante un período de tiempo para promover la unión de los pólipos al textil; y colocar el textil en un entorno marino durante un período de tiempo. Preferentemente, el textil se recoge después del período de tiempo y las ostras se recogen.
[0012] En el presente documento también se desvelan kits para el cultivo de ostras en un entorno marino que comprenden un textil impregnado con bacterias productoras de ureasa y pólipos de ostras.
[0013] En el presente documento también se desvelan herramientas, composiciones, kits y métodos para el control o la prevención de la erosión que comprenden: proporcionar un textil; colocar el textil en una solución acuosa que contiene una fuente de nitrógeno y una fuente de calcio; añadir un cultivo de esporas de bacterias productoras de ureasa a la solución acuosa; incubar el textil con la solución acuosa que contiene las esporas durante un período de tiempo para producir calcita dentro del textil para crear el nivel deseado de rigidez del textil; colocar el textil sobre un objeto total o parcialmente o periódicamente bajo el agua y sujeto a erosión; y permitir que el cultivo produzca calcita u otros polimorfos de carbonato de calcio controlando o previniendo así la erosión del objeto.
[0014] En el presente documento también se desvelan herramientas, composiciones y métodos para la creación y/o restauración de arrecifes de coral y estructuras similares. La restauración de los arrecifes de coral implica proporcionar una estructura (por ejemplo, estructuras sólidas o estructuras flexibles como telas) que contenga microorganismos productores de ureasa; colocar la estructura en una solución acuosa que contiene una fuente de nitrógeno, preferentemente urea, y una fuente de calcio; añadir un cultivo de esporas de bacterias productoras de ureasa a la solución acuosa; incubar la estructura con la solución acuosa que contiene las esporas y/o células vegetativas durante un período de tiempo para producir calcita dentro de la estructura para crear el nivel deseado de formación de calcita; agregar pólipos de coral a la estructura antes, después o simultáneamente con los microorganismos; colocar la estructura sobre un objeto total o parcialmente o periódicamente bajo el agua; y permitir que el cultivo produzca calcita u otros polimorfos de carbonato de calcio restaurando o cultivando así un arrecife de coral. La estructura que contiene microbios y pólipos puede incubarse inicialmente en condiciones de laboratorio o aplicarse directamente a un entorno submarino.
[0015] Otras realizaciones y ventajas de la invención se exponen en parte en la descripción que sigue, y en parte, pueden ser obvias a partir de esta descripción, o pueden aprenderse de la práctica de la invención.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
[0016] La agricultura subacuática convencional a menudo implica cultivar grandes cantidades de larvas y esparcirlas en el fondo del océano o en contenedores dentro de un entorno marino. Para las larvas que requieren puntos de fijación, la distribución no es uniforme, lo que puede resultar en una menor eficiencia de producción y dificultades en la cosecha.
[0017] Se ha descubierto sorprendentemente que se pueden crear artificialmente superficies sólidas para el cultivo bajo el agua de organismos comercialmente valiosos. Las superficies se crean proporcionando una estructura sólida, preferentemente un textil, que contiene organismos productores de ureasa. El textil es, preferentemente, una red de
fibras naturales o artificiales. También se pueden elegir fibras que se retengan dentro de la estructura o que se disuelvan con el tiempo. El textil puede contener un diseño específico de fibras para crear un crecimiento diseñado o puede ser uniforme. El textil contiene organismos sésiles, como pólipos o estadios larvarios de un organismo o de diferentes organismos. Los organismos sésiles incluyen, entre otros, pólipos o formas larvales o coral, ostras, almejas, esponjas, anémonas u otros invertebrados marinos o de agua dulce. Preferentemente, el textil se elige para que tenga un área de superficie máxima para la adherencia de microorganismos y/u organismos sésiles. El textil impregnado tanto con organismos productores de ureasa como con pólipos o estadios larvales puede mantenerse en condiciones de cultivo para iniciar el crecimiento antes de colocarlo bajo el agua, preferentemente en un entorno marino, o colocarlo rápidamente en un entorno natural donde pueda continuar el crecimiento. Los organismos productores de ureasa promueven la unión de la calcita a un objeto y los organismos sésiles permiten que se desarrollen en un entorno específico. Los atrayentes químicos, nutrientes y/u otros productos químicos necesarios o deseados para el crecimiento y desarrollo de los organismos submarinos pueden estar contenidos y/o impregnados en la estructura sólida. Al controlar el patrón de dispersión, los organismos pueden desarrollarse rápidamente y cosecharse de manera eficiente. La estructura sólida que contiene organismos productores de calcita y organismos sésiles no es tóxica e inofensiva para el medio ambiente, puede ser creada por personas con una instrucción mínima y se puede aplicar a la mayoría de los objetos submarinos. Las estructuras cristalinas de calcita formadas por la descripción de este documento incluyen cristales de calcita y polimorfos de los mismos tales como, por ejemplo, aragonita o vaterita. La aragonita generalmente se forma por procesos biológicos y físicos, incluida la precipitación de ambientes marinos y de agua dulce. La vaterita, como la aragonita, es una fase metaestable del carbonato de calcio en condiciones ambientales. Aunque la vaterita es menos estable que la calcita o la aragonita, la vaterita tiene una mayor solubilidad que cualquiera de estas fases. Tras la exposición al agua, la vaterita se convierte en calcita a baja temperatura o en aragonita a alta temperatura, como 60 °C o más. Aproximadamente a 37°C, ocurre una transición mediada por solución de vaterita a calcita, donde esta última se disuelve y posteriormente precipita como calcita. En consecuencia, las condiciones se pueden adaptar para favorecer la formación de calcita, aragonita o vaterita.
[0018] Según la invención, se proporciona una estructura sólida en forma de textil según la reivindicación 1. Preferentemente, las estructuras sólidas son láminas, redes, esteras, lonas, mantas. La estructura sólida puede ser completamente sólida o porosa, según se desee. Las estructuras como láminas, redes, lonas o mantas se pueden cubrir y adherir a casi cualquier estructura submarina como, por ejemplo, rocas o acantilados, o estructuras artificiales como barcos, tuberías o formas de cemento.
[0019] La estructura sólida, en su totalidad o en parte, puede ser flexible, parcialmente rigidizada o no flexible de otro modo o hecha no flexible. Preferentemente, la rigidez se logra con calcita u otro material que impregne y se aloje dentro de la estructura. Preferentemente, la estructura sólida es un material orgánico o inorgánico que puede incluir, entre otros, yute, cáñamo, sisal, arpillera, papel, madera, metal, metal de transición o metaloide (por ejemplo, Ag, Al, Au, Cu, Fe, Ga. Ni, Si, Sn, Zn), plástico (por ejemplo, poliéster, acrílico, nailon, rayón, acetato, spandex, látex, Orlon y Kevlar), un mineral (por ejemplo, Ca), un polímero o una combinación de los mismos. Preferentemente, se aplican células productoras de ureasa, esporas de células productoras de ureasa, células modificadas genéticamente y/o enzimas de ureasa a la estructura sólida en forma de líquido, gel, lodo, suspensión bombeable, polvo seco. y/o cristales.
[0020] Preferentemente, la estructura sólida contiene o está impregnada con las esporas de las células productoras de ureasa. Las esporas tienen tendencia a adherirse a estructuras sólidas, lo que puede verse favorecido por modificaciones en el pH, el contenido mineral, la temperatura o la salinidad de una solución. Las esporas son, preferentemente, bacterias y las bacterias preferidas incluyen, pero sin limitaciones, Sporosarcina spp. (por ejemplo, S. pasteurii y S. ureae), Proteus spp. (por ejemplo, P. vulgaris y P. mirabilis), Bacillus spp. (por ejemplo, B. sphaericus y B. megaterium), Myxococcus spp (por ejemplo, M. xanthus), Helicobacter spp. (por ejemplo, H. pylori), o las variantes, serotipos, mutaciones o combinaciones de los mismos, y levaduras, algas, bacterias o células eucariotas o esporas celulares preferidas se manipulan genéticamente. Las esporas se pueden unir a la estructura a través de enlaces electrostáticos, enlaces covalentes, captura física (por ejemplo, dentro de hilos o hebras individuales de una fibra o dentro o entre capas).
[0021] Las estructuras sólidas también contienen y preferentemente están impregnadas de organismos sésiles de interés. Los organismos pueden ser animales o plantas tales como, por ejemplo, algas marinas, bivalvos, braquiópodos, ostras, almejas, esponjas, anémonas y/o corales. Las larvas o pólipos de estos organismos son móviles o flotan en el agua hasta localizar estructuras sólidas para formar uniones. Una vez adheridos, estos organismos se desarrollan en formas adultas. Preferentemente, los organismos se dispersan uniformemente a través de la estructura sólida para permitir la máxima interacción con los nutrientes del entorno durante el crecimiento y el desarrollo, y un hacinamiento mínimo. Como alternativa, los organismos pueden dirigirse a sitios específicos tratando esos sitios con materiales que se sabe que atraen a los organismos formando así sitios de nucleación para las uniones. Por ejemplo, los pólipos de ostras y corales se sienten atraídos por el amoníaco. Al aplicar un patrón de amoníaco a la estructura sólida, los pólipos de ostras o corales se adherirán preferentemente al patrón.
[0022] En otra realización, se pueden formar estructuras sólidas en un entorno marino, como bajo el agua. Se pueden crear cimientos, zapatas, pilares y otras estructuras incubando una composición o estructura impregnada con esporas y/o células de organismos productores de ureasa. La composición o estructura se puede mantener en un medio de crecimiento acuoso y proporcionar nutrientes, urea y calcio durante un período de tiempo para iniciar la formación de
calcita o, alternativamente, colocarse en un ambiente marino sin un período de crecimiento inicial y aprovechando la urea, calcio y/u otros nutrientes que están disponibles en ese ambiente. Con o sin una fase de crecimiento inicial, las estructuras sólidas continúan endureciéndose con el tiempo en el ambiente marino aprovechando el calcio y otros nutrientes que están naturalmente presentes. Estas estructuras pueden endurecerse lo suficiente para ser adecuadas como base para soportes de muelles, como defensas costeras, como rompeolas para la acción de las olas y/o para otros propósitos similares.
[0023] Se pueden incluir microorganismos, nutrientes y/o productos químicos adicionales dentro o adheridos a la estructura sólida que incluyen, por ejemplo, células tales como levaduras, algas, bacterias, esporas o células eucariotas que soportan o están involucradas de otro modo en el desarrollo de la ureasa- organismos productores u organismos que se aplican posteriormente al soporte sólido a desarrollar, nutrientes para las células productoras de ureasa o los organismos, y/o agentes rigidizantes. Las células, los materiales de soporte y los nutrientes se acoplan preferentemente al soporte sólido mediante captura física, enlace hidrofóbico, enlace hidrofílico, enlace iónico, enlace no iónico, enlace covalente, fuerzas de van der Waal o una combinación de los mismos. Preferentemente, las adiciones a la estructura sólida están parcial o totalmente englobadas por un material que promueve la unión de las células productoras de ureasa y/o los organismos a desarrollar. Preferentemente, estas adiciones son composiciones de película que comprenden un polímero o un nutriente celular y preferentemente la composición contiene un agente colorante que puede ser rojo, azul, verde, amarillo o cualquier combinación o tonalidad de los mismos. Preferentemente, la composición contiene un agente de identificación o un marcador detectable, como una etiqueta microscópica, un color, un ácido nucleico o un péptido, una enzima u otra sustancia.
[0024] Otra realización de la invención se refiere a un método según la reivindicación 7 para formar una estructura sólida en forma de textil que contiene organismos que producen calcita en presencia de una fuente de nitrógeno tal como urea y una fuente de calcio. Los organismos son productores de ureasa y se depositan como esporas. Preferentemente, la estructura sólida es una lámina fibrosa como una red, una lona o una manta. La lámina puede sumergirse en una solución que contenga esporas o bacterias e infiltrarse en las fibras. Preferentemente, las láminas que contienen estas bacterias se exponen a una fuente de nitrógeno, como preferentemente urea, y una fuente de calcio, como preferentemente cloruro de calcio, y forman calcita o un polimorfo como aragonita o vaterita, dentro o entre fibras o simplemente sobre la estructura. La cantidad de calcita que se forma puede regularse por la cantidad de tiempo que se proporciona a las bacterias para formar calcita. De esta manera, las láminas que de otro modo son flexibles, como la arpillera, pueden endurecerse ligeramente o endurecerse por completo o cualquier cosa intermedia, según se desee.
[0025] Las láminas que contienen bacterias productoras de ureasa pueden tratarse adicionalmente para que contengan organismos sésiles. Preferentemente, las láminas que contienen bacterias se exponen al organismo de interés, que se adhiere o se puede hacer que se adhiera a las láminas. Por ejemplo, las láminas se pueden sumergir en una solución que contiene pólipos de ostra que se adhieren a las láminas. Meciendo suavemente u otra agitación, los pólipos pueden distribuirse uniformemente a lo largo de la lámina. La lámina, que contiene tanto bacterias como pólipos, puede colocarse en un entorno marino, como por ejemplo cubriendo una estructura. En el ambiente marino, la lámina se adherirá a la estructura debido a la formación de calcita por parte de las bacterias y los pólipos pueden crecer y convertirse en adultos. Los pólipos preferibles incluyen, entre otros, almejas, ostras, esponjas y corales. En el momento apropiado, las láminas se pueden quitar de la estructura, cosechando así todos los organismos ahora crecidos. Las pérdidas de cosecha se minimizan y/o eliminan. Mediante el uso de un agente colorante u otra etiqueta identificable conectada a la lámina o producida en la calcita por la bacteria, las láminas pueden identificarse incluso después de largos períodos de tiempo en un entorno marino.
[0026] En el presente documento también se desvelan kits para fabricar formas sólidas que comprenden: las estructuras sólidas de interés, una composición de esporas o bacterias formadoras de esporas que producen ureasa, y una composición de organismos sésiles tales como pólipos de bivalvos. Combinando la estructura sólida con las composiciones, según los métodos descritos en el presente documento, la estructura sólida puede ser una incubadora para el crecimiento, desarrollo y recolección de los organismos sésiles de interés.
[0027] Otra realización de la invención es el control de la erosión utilizando el textil de la invención. Preferentemente, las herramientas y el método de composición crean estructuras submarinas tales como, por ejemplo, defensas costeras, contrafuertes, rompientes de olas, muros marinos, cimientos, zapatas para soportes de muelles o muelles fijos. El material, que puede ser orgánico o inorgánico y es preferentemente un textil, se impregna preferentemente con esporas o células productoras de ureasa de bacterias u otro organismo, y se coloca sobre objetos sumergidos que están sujetos o en riesgo de erosión. Por ejemplo, la erosión puede ser causada por la acción de las olas, la corriente submarina, la actividad microbiana u otra actividad submarina. Al colocar materiales que contienen organismos productores de ureasa sobre estos objetos (y, opcionalmente, otros organismos sésiles), no solo se puede inhibir la erosión, sino que en realidad se revierte y se agrega calcita al objeto. Además, al incorporar calcita en las superficies de los objetos, también se pueden incorporar simultáneamente minerales adicionales u otros componentes presentes en el material.
[0028] Los siguientes ejemplos ilustran realizaciones de la invención, pero no deben verse como limitantes del alcance de la invención.
Ejemplos
Ejemplo 1 Generación de arpillera semi-flexible
[0029] Se colocan láminas de arpillera de aproximadamente 50 cm cuadrados en una solución de esporas de Sporosarcina pasteurii a una densidad uniforme de aproximadamente 10-15k esporas por mililitro. En poco tiempo, aproximadamente 30 minutos, las esporas se adhieren a las fibras de las láminas. Las láminas ahora impregnadas de esporas se sumergen en un caldo que contiene medios nutritivos más una fuente de calcio y una fuente de nitrógeno, y se dejan incubar durante 6-8 horas a temperatura ambiente (aproximadamente 20-22°C). Después de cultivar durante aproximadamente 1-2 horas, las hojas de arpillera impregnadas de esporas se retiran y se dejan secar. La hoja de arpillera seca es menos flexible que la arpillera sin tratar, pero aun así es lo suficientemente flexible para colocarla sobre otra estructura sólida.
Ejemplo 2 Crecimiento y recuperación de ostras
[0030] Se sumergen láminas de arpillera preparadas según el Ejemplo 1 en un medio que contiene pólipos de ostra vivos durante un período de 1-2 horas con suave balanceo. Los pólipos impregnan la arpillera hasta la saturación y se adhieren a el textil. La arpillera impregnada se moldea en rocas u otras estructuras sólidas en un ambiente marino. Después de 8 a 12 meses (antes de la maduración), se cosecha la arpillera y se extraen las ostras de la arpillera con una recuperación del 100 % o casi el 100 %.
Ejemplo 3 Crecimiento de pólipos de coral
[0031] Las estructuras reticulares de fibra de biocemento preparadas según el Ejemplo 1 se sumergen en un medio que contiene pólipos de coral vivo durante un período de tiempo, aproximadamente de 1 a 2 horas, con balanceo suave. Los pólipos de coral impregnan la estructura reticular hasta la saturación y se fijan. La estructura impregnada se moldea a arrecifes, rocas u otras estructuras sólidas existentes en un entorno marino. Después de 8 a 12 meses (antes de la maduración), la estructura se sepulta con el nuevo crecimiento del arrecife.
Ejemplo 4 Generación de estructura semiflexible para defensa costera y control de erosión
[0032] Una estructura de arpillera tejida de aproximadamente 50 pies de largo se coloca en una solución de esporas de Sporosarcina pasteurii a una densidad uniforme de aproximadamente 10-15k esporas por mililitro. En poco tiempo, aproximadamente 30 minutos, las esporas se adhieren a las fibras de la arpillera. Los rollos ahora impregnados de esporas se sumergen en un caldo que contiene medios nutritivos más una fuente de calcio y una fuente de nitrógeno, y se dejan incubar durante 6-8 horas a temperatura ambiente (aproximadamente 20-22°C). Después de cultivar durante aproximadamente 1-2 horas, las hojas de arpillera impregnadas de esporas se retiran y se dejan secar. La lámina de arpillera seca es menos flexible que la arpillera sin tratar, pero aún lo suficientemente flexible para moldearse en arrecifes, rocas, estructuras sólidas o sedimentos existentes en un ambiente marino donde continúa endureciéndose en presencia de iones de calcio y carbonato de agua de mar. Las plantas acuáticas, los pólipos y otros biomas marinos impregnan la arpillera y se adhieren a la tela donde el crecimiento continuo proporciona rigidez estructural, densidad y grosor adicionales. El material compuesto resultante sirve para proteger el sustrato subyacente de la erosión y las fuerzas de las mareas.
[0033] Otras realizaciones y usos de la invención serán evidentes para los expertos en la técnica a partir de la consideración de la especificación y la práctica de la invención divulgada en el presente documento. El término que comprende, dondequiera que se utilice, pretende incluir los términos que consisten y que consisten esencialmente en. Además, los términos que comprenden, incluyen y contienen no pretenden ser limitativos. Se pretende que la memoria descriptiva y los ejemplos se consideren ejemplares únicamente dentro del alcance de la invención indicado por las siguientes reivindicaciones.
Claims (11)
1. Un textil que comprende organismos sésiles, caracterizado porque contiene esporas de células productoras de ureasa.
2. El textil de la reivindicación 1, que comprende además un atrayente químico, un nutriente y/u otro material orgánico o inorgánico que estimula el crecimiento y/o desarrollo de un organismo.
3. El textil de una cualquiera de las reivindicaciones 1-2 que está compuesto por fibras orgánicas, inorgánicas, naturales y/o artificiales, y/o, que comprende arpillera, cáñamo, madera y/o material orgánico reciclado, y/o, que comprende un plástico, un polímero y/o material inorgánico reciclado.
4. El textil de las reivindicaciones 1 -3, en donde las esporas de las células productoras de ureasa comprende o derivan de bacterias u otro organismo, preferentemente, en donde las bacterias comprenden Sporosarcina pasteurii, Sporosarcina ureae, Proteus vulgaris, Bacillus sphaericus, Bacillus megaterium, Myxococcus xanthus, Proteus mirabilis, Helicobacter pylori, de variantes, serotipos, mutaciones o combinaciones de las mismas, preferentemente, en donde las bacterias están modificadas genéticamente, preferentemente en donde el textil se ha endurecido con calcita y/o polimorfos de carbonato cálcico; y/o, en donde el textil contiene un agente colorante y/o un agente identificable.
5. El textil de una cualquiera de las reivindicaciones 1 -4, en donde los organismos sésiles son pólipos o formas larvarias de coral, almejas, ostras y/o esponjas.
6. El textil de la reivindicación 2, en donde el atrayente químico, el nutriente y/o el material orgánico o inorgánico atrae un organismo submarino, preferentemente en donde el organismo es un organismo sésil o un organismo acuático.
7. Un método para la fabricación de un textil que contiene esporas de bacterias productoras de ureasa, que comprende:
proporcionar un textil;
colocar el textil en una solución acuosa que contiene una fuente de nitrógeno y una fuente de calcio; añadir un cultivo de esporas de bacterias productoras de ureasa a la solución acuosa; e
incubar el textil con la solución acuosa que contiene las esporas durante un periodo de tiempo para producir calcita dentro del textil para crear un nivel deseado de rigidez del textil, y cultivar el textil con organismos sésiles antes o después de incubar.
8. El método de la reivindicación 7, en donde el método comprende además poner en contacto el textil con un atrayente químico, un nutriente y/u otro material orgánico o inorgánico que estimula el crecimiento y/o desarrollo de un organismo, y/o en donde el textil comprende yute, cáñamo, sisal, arpillera, papel, madera, plástico, un polímero o una combinación de los mismos y/o, en donde la fuente de nitrógeno comprende urea o amoníaco, y/o en donde la fuente de calcio comprende cloruro cálcico.
9. El método de la reivindicación 7, en donde, preferentemente, los organismos sésiles son pólipos o formas larvarias de almejas, ostras, corales y/o esponjas, o, en donde el textil que contiene bacterias y organismos sésiles se coloca en un entorno marino durante un período de tiempo para permitir que los organismos sésiles crezcan y se desarrollen.
10. Uso del textil de una cualquiera de las reivindicaciones 1 -6 para criar organismos sésiles.
11. Uso del textil de una cualquiera de las reivindicaciones 1-6 para el control o la prevención de la erosión.
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