Artículos sobre ciencia y tecnología de Mauricio-José Schwarz publicados originalmente en El Correo y otros diarios del Grupo Vocento

diciembre 22, 2014

Impresión 3D: de curiosidad a promesa de vida

Cuando la tecnología se pone al servicio no sólo de la industria y de la diversión, sino de la felicidad, podemos hablar, inequívocamente, de progreso.

Impresora en 3D, 2014
(Foto CC via Wikimedia Commons)
En 2013 comenzaron a aparecer en las noticias pacientes, principalmente niños, con prótesis de manos funcionales e incluso divertidas, de colores vivos o que imitaban a algún superhéroe como “Ironman”.

Y, lo más sorprendente, estas prótesis costaban decenas o cientos de euros, comparadas con las prótesis habituales de hasta decenas de miles de euros.

Los responsables: unos dispositivos que prometen convertirse en una presencia tan común en el hogar como la impresora y el ordenador: la impresora en 3D. Se trata de máquinas capaz de usar un archivo de instrucciones para crear con ellas un objeto físico, como una impresora en papel plasma los trazos o fotografías de un programa de manipulación de imágenes o diseño.

La impresión en 3D no esculpe, retirando material de un bloque, sino que va depositando material en capas sucesivas para dar forma al objeto, por lo que se conoce también como “fabricación aditiva”.

Esta idea la llevó a la práctica en 1984 Charles, “Chuck” Hull, al patentar la estereolitografía. Esta forma de impresión usa un cabezal de luz ultravioleta que “dibuja” cada capa en un depósito lleno de un fotopolímero que se “cura” o endurece en presencia de la luz. Una plataforma hace descender la capa para que se haga la segunda sobre ella y así sucesivamente. Poco después se empezarían a utilizar otros materiales, desde resinas y plásticos hasta metales y cerámicas, otros medios, como el láser o el calor, y otros procedimientos para lograr la impresión, como boquillas que depositan directamente materiales que se solidifican.

El primer uso de las impresoras de Hull fue la creación rápida de prototipos para las más diversas industrias, un proceso que, al ahorrar el largo tiempo necesario para producir esos prototipos a mano, compensaba el enorme coste, de cientos de miles de euros, de las primeras impresoras.

Los dispositivos dispararon la especulación creativa. En 1999, un equipo del instituto de medicina regenerativa Wake Forest utilizó la impresión en 3D para crear el andamiaje de una vejiga urinaria que se usó como base para cultivar células de la vejiga de un joven, que así pudo recibir un trasplante con sus propias células. Este instituto está desarrollando técnicas de bioimpresión capaces de ir colocando células en disposiciones tridimensionales, “imprimiendo” con ellas. En el año 2000 lograron crear un riñón funcional en miniatura, mientras que otra empresa consiguió imprimir por primera vez vasos sanguíneos en 2009.

El arte, la moda, el diseño y otras muchas disciplinas han ido acudiendo a la impresión 3D para proyectos cada vez más ambiciosos, como el primer avión robótico o el primer automóvil íntegramente impresos en 3D, que ya han sido una realidad.

Los precios de las impresoras en 3D van en picado y su accesibilidad aumenta exponencialmente. Uno de los sistemas para lograr esto han sido las impresoras en 3D diseñadas para producir, precisamente, las piezas de otras impresoras en 3D, formando una cadena de máquinas capaces de autoclonar sus componentes plásticos. Tal es el caso del proyecto RepRap del Dr. Adrian Bowyer de la Universidad de Bath, que lanzó la primera impresora autorreplicable, llamada Darwin, en 2008.

La explosión de este tipo de aparatos significa, también, que el consumidor tiene cada vez más la posibilidad de hacerse de modo accesible con productos que de otra forma serían demasiado costosos o, simplemente, serían difíciles de encontrar. Cada día más sitios web ofrecen la posibilidad de descargar archivos gratuitos para impresión, desde piezas de ajedrez con formas y personajes distintos hasta parasoles para objetivos fotográficos, floreros o carcasas para teléfonos móviles. Es sólo el principio.

Las impresoras en 3D empezaron a ser realmente accesibles para el consumidor apenas en 2011, al aparecer las primeras máquinas de menos de mil euros y formas de que uno, si lo desea, haga su propia impresora en 3D, ya sea adquiriendo los planos o directamente por medio de kits para armar.

Las impresoras para el consumidor constan, generalmente de una base con el ordenador que recibe e interpreta los planos o instrucciones y controla el proceso, y un cabezal impresor dispuesto en barras que le confieren movimiento en 3 dimensiones, que funde y deposita plástico suministrado en forma de filamento por una bobina. Como en el caso de las impresoras en 2D, el elemento clave de la calidad de una impresora es su resolución, en este caso, el grosor de cada capa, que afecta la calidad final del producto. En teoría, pueden producir cualquier pequeño objeto de plástico con el archivo correspondiente.

En 2008 año se consiguió imprimir una pierna prostética totalmente en 3D, sin siquiera necesidad de ensamblar sus piezas, que permitió a un paciente caminar sin problemas. Era el primer paso para abatir el coste y tiempo necesarios para la adaptación de miembros artificiales.

Las prótesis de manos son especialmente costosas por su complejidad. O lo eran. Ahora, como parte de los modelos que pueden descargarse de Internet para imprimirse en casa se encuentran manos prostéticas que utilizan electrónica accesible para que el usuario las mueva, servomotores más baratos y una estructura de plástico. Los pacientes tienen a su alcance una prótesis de calidad, de última tecnología… y a un precio que incluso les permite tener varias, según la ocasión, lo cual resulta atractivo, de nuevo, más para los niños. De hecho, las prótesis no intentan asemejarse a las manos originales, sino que gritan su peculiaridad orgullosamente.

Las manos son sólo un principio. Conforme haya mejores materiales y tecnología más barata, las posibilidades en la prostética pueden ser tan asombrosas como imprimir un rostro desfigurado usando el hueso, cartílago y piel que permitan la reconstrucción del aspecto de personas desfiguradas. O, en un terreno más mundano, esta tecnología también puede resolver problemas en apariencia más triviales, como el reemplazo de una válvula de una bomba de agua que de otro modo requeriría mucho más tiempo y dinero.

Lo que se podría llamar un futuro en gran medida impreso en 3D.

Las armas impresas

Toda tecnología es susceptible de ser utilizada para la destrucción, como lo descubrió Alfred Nobel cuando sus explosivos para hacer túneles pasaron al mundo bélico. En 2013 se distribuyeron los archivos de la primera pistola en 3D de un solo tiro, que fueron descargados miles de veces de inmediato. Aunque hasta la fecha nunca se ha usado para dañar a nadie, los expertos advierten que este mal uso inevitable no debe ser, en modo alguno, pretexto para ponerle trabas a la tecnología.