Especial

Por María José Martínez Vial

En pocos años, cada hogar contará con una impresora en 3D que le permitirá fabricar esa pieza de la licuadora que se rompió y ya no encuentra en ninguna tienda o, incluso, recuperar, en un arranque de romanticismo, la vieja Olivetti que dejó de funcionar cuando se partió su armazón.

Al menos en teoría, fabricar objetos sirviéndose de este tipo de tecnología es más eficiente que producir con técnicas tradicionales, como la forja o la fundición. Una de sus virtudes es que reduce los residuos y la cantidad de materia prima necesaria para fabricar las cosas. La lista es larga e incluye bondades como la velocidad de fabricación –que permite reducir stocks– y la precisión a la hora de producir formas complejas.

Para algunas personas, esta invención no es necesaria; para otras, sin embargo, podría ser generadora de desechos en extremo. Lo cierto es que ya es una posibilidad real y podría facilitarnos la vida. Sus aplicaciones, además, parecen infinitas. ¿Llegará a ser beneficiosa para el medioambiente?

Quién gana y quién pierde

La impresión en tercera dimensión es una tecnología que permite crear piezas tridimensionales mediante la fabricación por adición. Es decir, mediante la superposición de capas de un material, siguiendo las órdenes de un diseño asistido por computadora (CAD).

¿Cómo funciona? Supongamos que queremos fabricar algo básico, como una taza para el café. Lo primero que necesitaremos es el dibujo de ese objeto. Un ingeniero se ocupará de crear un archivo CAD con el diseño en 3D de cada parte de ese utensilio. Luego, dividirá ese diseño en capas de 0.1 milímetros de espesor, aproximadamente.

A partir de ahí comienza el proceso de fabricación propiamente dicho, con polvo metálico fundido gracias a un láser o un haz de electrones, o con plástico u otro material que siga el esquema cargado inicialmente en el sistema por un ingeniero o diseñador industrial.

Lo anterior no parece muy práctico para realizar en casa, pero, ¿qué tal para recuperar una pieza rota en, digamos, una estación espacial situada a miles de kilómetros de la Tierra? Se estima que junto con los sectores médico y automotriz, la industria aeroespacial será la principal consumidora de este desarrollo tecnológico en los próximos cinco años.

Según información de la consultora especializada en análisis del sector 3D Canalys, actualmente, empresas como GE, Boeing y BMW invierten sumas millonarias –y secretas– en el desarrollo de la tecnología. La impresión en 3D podría permitir la fabricación de piezas para vehículos, espaciales o no, con un peso hasta 50 % menor al de las piezas producidas con las técnicas tradicionales, lo que se traduce en menor empleo de combustible durante su uso. Suena atractivo. Y, sobre todo, ecológico, ya que, de acuerdo con datos de la Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales (Semarnat), la industria automotriz ocupa el tercer lugar en generación de residuos peligrosos, después de las industrias química y metalúrgica.

Como sea, lo cierto es que la impresión tridimensional gana adeptos. Un estudio realizado por Canalys indica que el mercado mundial de impresoras 3D y materiales y servicios asociados con éstas llegó a 5,200 millones de dólares en 2015, frente a los 3,300 millones de dólares en 2014, con un crecimiento de 56 %. De este modo, se espera que crezca aún más, hasta situarse en 20,200 millones de dólares para 2019, lo que representa una tasa de crecimiento anual de 44 % entre 2014 y 2019.

“Como esperábamos, el mercado de la impresión en 3D ha crecido mucho en los últimos años”, explica Joe Kempton, analista e investigador de Canalys. “Hemos visto mejorar la velocidad de impresión, una gama más amplia de materiales y nuevas formas de fabricación por adición. También ha habido un aumento sustancial del número de vendedores que han entrado al sector, muchos de ellos procedentes de Asia, desafiando el dominio de Alemania y Estados Unidos”.

Asimismo, se ha observado que los actores “tradicionales” se involucran cada vez más en el mercado de la impresión tridimensional, lo que acelera su crecimiento y explica la rápida evolución de la industria”, concluye Kempton.

En cuanto al consumidor profano, Canalys considera que, en los próximos años, vivirá su propia revolución de la impresión 3D, y verá crecer a gran velocidad el mercado de impresoras domésticas (plug and play). La industria espera que en un lapso relativamente breve, el precio de las impresoras alcance los 500 dólares, cantidad mágica a partir de la cual el público en general tiende a tomar decisiones de compra compulsiva.

Para la consultora PwC, la clave para el desarrollo del mercado de impresoras 3D es apostar por un “precio medio”, lo cual permitirá “lograr avances en el rendimiento, en la capacidad de utilizar múltiples materiales, y en la impresión de sistemas completos”. El riesgo que detectan algunos analistas escépticos es que los hogares podrían llenarse de objetos inútiles e, incluso, se podría potenciar más la piratería. Es decir, estas máquinas podrían ser generadoras de basura.

A salvar vidas

Convertida en herramienta doméstica o en algún otro objeto, no resulta extraño que la 3D levante pasiones, si tenemos en cuenta la increíble diversidad de aplicaciones que tiene o podría tener. En julio pasado, científicos, en China, implantaron un cráneo de titanio a una niña de tres años que padecía hidrocefalia. Lo fabricaron con tecnología 3D.

En septiembre, en España, un paciente de 54 años, enfermo de sarcoma, recibió un implante de esternón y de costillas obtenidas mediante impresión 3D. En esa ocasión, el hospital de la Universidad de Salamanca contactó a la empresa australiana Anatomics, que fabricó, en equipo con CSIRO –agencia gubernamental de ayuda a proyectos científicos del país anglosajón–, las prótesis de esternón y costillas de titanio que le fueron trasplantadas con éxito al paciente.

Además de operarlo, los cirujanos españoles tuvieron la responsabilidad de crear un modelo tridimensional del pecho del enfermo y la cantidad exacta de pared que tenían que reemplazar para que la empresa australiana creara un implante idéntico al original.

El éxito de la operación fue tal que el propio ministro de Industria y Ciencia del país anglosajón se encargó de darlo a conocer mediante un comunicado. Desde CSIRO, informaron que “la ventaja de la impresión 3D es su rápida creación de prototipos” que puede ser decisiva para “salvar vidas” en casos de operaciones urgentes. Para el cirujano responsable de la intervención, doctor José Aranda, el éxito del trasplante se debió al hecho de haber sido capaces de “crear una parte del cuerpo totalmente personalizada, que quedó como un guante”.

En el Tecnológico de Monterrey, campus Guadalajara, desde 2015 alumnos y profesores de la carrera en Biotecnología trabajan en la creación de modelos 3D que tengan la posibilidad de imitar la estructura de un órgano con una técnica que utiliza células madre a partir de tejido adiposo. En Puebla, estudiantes de esta institución crearon un Centro de Impresión 3D para diseñar férulas que benefician a niños que padecen alguna discapacidad física.

Edificios de reciclaje

La impresión en tres dimensiones también tiene aplicaciones lúdicas. En mayo de 2014, por ejemplo, la empresa británica de diseño Dovetailed presentó su impresora 3D de fruta, durante el Tech Food Hack, un evento culinario experimental celebrado en Cambridge, Reino Unido, donde un pequeño grupo de amantes de la gastronomía se suele reunir para repensar y desarrollar nuevas y exquisitas experiencias.

La máquina crea fruta que se puede comer. Para lograrlo, utiliza una técnica molecular conocida como esferificación, que combina gotitas de diferentes sabores hasta conseguir una forma de fruta. Básicamente la fruta se obtiene a partir de jugo y es de tamaño muy reducido.

En la industria de la construcción, una compañía china, Winsun, fabrica impresoras 3D de seis metros de altura, 10 de ancho y 40 de largo, que le permiten crear edificios. Ha levantado un condominio de cinco pisos y 1,100 metros cuadrados. Aseguran que podría llegar a edificar 10 casas en cuestión de 24 horas.

Para crear el inmueble, la impresora deposita el material por capas hasta crear las partes de la vivienda que, una vez producidas, se trasportan y ensamblan hasta formar las construcciones. Entre las virtudes que señala Winsun, están los materiales elegidos para las viviendas: cemento, residuos industriales de materiales como el vidrio y un componente de endurecimiento. Todo, reciclado.

Moneda en el aire

Una de las aportaciones que se espera de la impresión en 3D está relacionada con la ecología y el desarrollo sostenible. ¿Contribuirá a crear un mundo más verde? “Bien utilizada, sin duda”, dice Arantxa Jiménez doctora en Ciencias Ambientales de la Universidad Complutense de Madrid, ya que “uno de los materiales más utilizados en la industria es el plástico ABS procedente del petróleo y, por lo mismo, no biodegradable”, sigue la experta. Hoy, ya se fabrica un ABS biodegradable y especial para impresión 3D.

Y es que la investigación avanza, afortunadamente, y ya se imprime en materiales reciclados y hasta en filamentos de algas marinas. Estos últimos son producto de las empresas 3D Fuel y Algix, la cual es una firma conocida por su capacidad de innovación para fabricar productos sostenibles.

Las ventajas son muchas. Como la impresión en 3D permite fabricar objetos de uno en uno por el mismo costo unitario que producir miles, algunos expertos vaticinan que su uso reemplazará a la producción en masa, con lo que se le ahorrará al planeta la importante cantidad de residuos que genera.

¿Existe otra cara de la moneda? La hay. Si podemos fabricar piezas de repuesto en casa, también podemos producir muchos objetos inútiles. Según el análisis de Quantis, agencia suiza especialista en asesoría verde, “en términos de impacto ambiental la manufactura clásica no está preparada para producir pequeños volúmenes; pero la impresión 3D no puede competir con la inyección en moldes para producir en grandes volúmenes”.

Hoy, la investigación se encuentra a la orden del día. Y ya se le augura un buen futuro a la impresión en 3D. Mientras tanto, ¿podríamos afirmar que la sostenibilidad depende de quién y cómo utilice la tecnología de impresión en 3D? La polémica está a la vista.

Villa de ensueño

La firma china Winsun es líder mundial en impresión 3D aplicada en la industria de la construcción. Tienen, como récord mundial, el edificio más alto del planeta impreso tridimensionalmente y una villa completa: la Apec 3, Las casas son fabricadas en una impresora 3D de 20 pies de alto, 33 de ancho y 132 de largo. Lo más impresionante es que esta firma asiática es capaz de hacer una vivienda completa en tan sólo 24 horas. Además, asegura que su procedimiento es amigable con el planeta, ya que utilizan materiales reciclados.

El pet nos invade

Desde la década de los 70, El polímero polietileno tere­f­talato o Pet se usa para fabricar envases ligeros. Según datos del gobierno del Estado de México, este material es el cuarto más usado por la industria mexicana, donde cada habitante consume, en promedio, cinco botellas de pet al día (como llenar el Estadio Azteca cada dos días con botellas de pet). Si se reciclara, podríamos recuperar alrededor de 250 millones de pesos en materias primas. las impresoras 3D podrían ser grandes aliadas. Un ejemplo es la Ekocycle Cube 3D printer que ha sido creada por 3DSystems y se suministra de botellas de pet que pueden ser reutilizadas en casa.

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