26 abril, 2011
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La próxima revolución está en una impresora 3D

Por Mar Abad ( @marabad )

¿Te gustó la primera entrega de la película que ves cada día y que podría titularse El mundo está cambiando de arriba abajo (esa que tuvo a los ordenadores como protagonistas y que revolucionó la comunicación y la estructura de muchos negocios)? Pues prepárate para la segunda parte. Llegan las impresoras 3D y prometen transformar el modelo de producción mundial (y, de paso, fabricar alimentos y órganos humanos). Advertido quedas. En unos años estarás imprimiendo una bicicleta en tu casa y las donaciones de órganos se reemplazarán por hígados impresos.

La próxima vez que pronuncies la palabra ‘imprimir’ no dibujes en tu mente una impresora HP y un papel saliendo con letras en tinta negra. Esa imagen pertenece, únicamente, a una pequeña parte de su significado. La palabra ha crecido y en un tiempo no será raro escuchar: “Me he imprimido una silla”, “Voy a que me impriman una bicicleta” o “La vejiga no me funciona. Van a imprimirme una para reemplazarla por la mía”. Los objetos, la comida y los órganos vitales también están empezando a imprimirse.

Muchas compañías llevan más de una década utilizando este tipo de impresoras. Las usan para construir prototipos de productos y ver cómo funcionan antes de comenzar la producción a gran escala. Es algo habitual en las industrias aeronáutica, médica y del automóvil. ¿Una de las últimas impresiones en 3D más sonadas? Una bicicleta hecha de polvo de nailon por el European Aerospace and Defence Group (Reino Unido).

El Massachusetts Institute of Tehcnology (MIT) se interesó también por la impresión 3D. El Center for Bits and Atoms (CBA), la rama del MIT que explora “cómo la información se relaciona con su representación física”, investiga desde hace siete años en la creación de máquinas que hacen fabricación digital o, como ellos las llaman, “asambladoras moleculares programables capaces de construir prácticamente todo”.

El CBA se ha marcado como objetivo llevar la impresión digital a todo el mundo y que la producción de un objeto deje de ser algo exclusivo de una planta de fabricación para convertirlo en un proyecto personal que cualquier individuo pueda hacer en casa.

El primer paso lo dio Neil Gershenfeld, director del CBA, con la creación de un laboratorio de investigación y producción digital llamado Fab Lab (fabrication laboratory) en 2004. Hoy hay 45 en todo el mundo y están repartidos por EEUU, India, Sudáfrica, Ghana, Noruega, Afganistán…

La cifra se duplica cada año. En España hay laboratorios en Valencia, Bilbao y Barcelona. En esta última ciudad, están el Fab Lab Bcn y el DHUB Fab. En 2012 se inaugurará uno más, el Green Fab Lab. Los tres dependen del Instituto de Arquitectura Avanzada de Cataluña (IaaC) bajo la dirección de Vicente Guallart.

El primero lleva cuatro años investigando y hace producción digital bajo el lema ‘Desde el personal computer (PC) al personal fabrication (PF)’. Y esto, en la práctica, se convierte en que una persona envía un archivo del objeto que quiere fabricar. En el laboratorio se hace un cálculo del precio de impresión, se informa al usuario y, una vez realizado el pago, se produce en el Fab Lab.

El Green Fab Lab se ubicará en el Parque de Coliserola (Barcelona) y en este caso el objetivo de crear nuevos productos se desvincula del concepto de impresora. Este laboratorio se ha propuesto obtener alimentos, plantas y energía mediante procesos ‘eco-eficientes’, es decir, ecológicos y optimizando al máximo los recursos de ese lugar. “El Green Fab Lab va a estudiar elementos de la naturaleza para producir energías renovables, ciclos útiles de los materiales, productos locales, reciclaje de desechos y todo un ciclo de autosuficiencia”, especifica Tomás Díez, project manager de Fab Lab Barcelona.

El IaaC no solo ha salido a investigar en la naturaleza para encontrar energía y alimentos. También está llevando sus técnicas de fabricación 3D a la calle para construir edificaciones aprovechando los recursos naturales locales. “El instituto investiga impresoras en 3D que se puedan utilizar en arquitectura para producir viviendas aprovechando las materias primas de esa zona y evitar el impacto medioambiental. Esto es, por ejemplo, construir casas de arena en el desierto. Una investigación que dirige Marta Male-Alemany”, concreta Díez.

La impresión digital responde a una cuestión: “¿Cómo sería posible programar la materia?”, indica Díez. “En un futuro habrá replicadores de materia pero, mientras llega, las personas pueden ir haciendo producción digital en los Fab Labs. Aquí el paso entre lo que diseñas en ordenador y el objeto en 3D es directa”.

El segundo paso también está dado. Muchas impresoras 3D están ya en manos de particulares. Las máquinas se denominan Do It Yourself 3D Printers y toda su tecnología se está desarrollando en código abierto. Es el caso, por ejemplo, de la comunidad Makerbots. No hay copyrights detrás de estas máquinas que, en la actualidad, pueden imprimir objetos de unos 12×12 centímetros. Los propios usuarios e investigadores llevan años compartiendo sus conocimientos por Internet para impulsar, mediante la colaboración y desinteresadamente, el desarrollo de estas tecnologías.

“Hoy te puedes comprar una impresora 3D por menos de 1.000 euros. El software se baja de Internet de forma gratuita. Tanto el software como el hardware es de código abierto”, explica Díez. “Los estudiantes del máster del Fab Lab hacen sus propias máquinas de impresión 3D. La red de Fab Labs investiga en abierto. Nos conectamos a la red para investigar juntos”.

Y, junto al nuevo mundo de la colaboración, está la opción del mercado de toda la vida. El gigante HP vende desde hace algún tiempo un modelo de impresora 3D o “impresora de sólidos”.

Tercer paso. Muchas personas quieren imprimir un objeto y no tienen impresora 3D. Algunas empresas nacieron para ofrecer este servicio. Algo así como el extinto hábito de ir a la copistería a hacer fotocopias o imprimir documentos digitales. En Madrid el estudio ThreeDee-You imprime figuras de personas reales. Escanea su cuerpo durante 5 segundos y un equipo de diseñadores expertos en 3D hace el modelo que después se imprime en un material similar a la arena que permite captar el máximo de detalles.

Más ejemplos. La empresa Fluid Forms recibe diseños de complementos (pendientes, pulseras, anillos…) y muebles (mesas, lámparas…) de particulares. Los imprime y luego los envía a su dueño. Digital Forming desarrolla softwares de diseño digital 3D para que las personas puedan personalizar productos de producción masiva como carcasas de móviles. Y uno más. La compañía neoyorquina Shapeways imprime más de 10 000 productos personalizados cada mes hechos con acero, cristal, plástico y arenisca.

¿Cómo se imprime una silla?

Una persona diseña un objeto con un programa de modelado. Pongamos, una taza. Conecta el ordenador a su impresora 3D y la máquina empieza a construir ese objeto.

En esas impresoras no se introduce papel. En su lugar se utilizan ciertos tipos de resinas, metales o plásticos. La impresión, evidentemente, nada tiene que ver con la inyección de tinta. La máquina imprime una capa del objeto diseñado por ordenador. A continuación, imprime una nueva capa encima que queda adherida a la anterior mediante láser o algún material que funcione como pegamento. Otra más. Otra más… Y así hasta que el objeto está construido. Este proceso, que va de la nada al objeto, se denomina aditivo.

“Siempre hay un material base. Puede ser polvo, líquido o fusionado. Los distintos niveles de capas se van uniendo mediante un sintetizado láser o un aglutinante”, explica Tomás Díez, project manager de Fab Lab Barcelona. “El MIT desarrolló este tipo de tecnología a finales de los años 80. Comercialmente se llama ZCorp y consiste en fijar capas de un polvo como una escayola de muy alta resolución con un pegamento que desprende un cabezal de impresión”.

Otro modo es del bloque a la pieza o proceso formativo. Un trozo de material se sitúa en la impresora y un láser va configurando la forma que tiene el objeto diseñado en el ordenador.

Y uno más es el proceso constructivo o como si la cosa fuera un Lego. Una máquina va cortando todas las piezas que forman el objeto (como si fueran láminas de marquetería) y después se ensamblan.

Necesita un corazón nuevo. Se lo imprimo.
Gracias, doctor.

“El gran salto se producirá con la aplicación de estas tecnologías en objetos realmente útiles como la comida y los órganos humanos. En 2010 se creó la primera célula artificial. Ya hay vida artificial. Esto hará que desaparezcan los transplantes y se reemplacen por la impresión digital. En la actualidad se está utilizando para hacer prótesis. El cuerpo de un paciente se escanea para ver cómo es su formación ósea y con esa información se construye el hueso que encaja a la perfección y que reemplaza al destruido”, indica Díez.

La medicina regenerativa utiliza la impresión como una de sus fórmulas para crear órganos humanos de forma artificial. “Funciona de forma similar a una impresora, pero en vez de usar papel, emplea células. Se van imprimiendo capas de células que se van uniendo entre sí hasta formar el órgano”, explicó el doctor Anthony Atala en una reciente conferencia en TED. “Tarda una media de unos 40 minutos en crear una estructura en 3D y luego se puede implantar a una persona. Un riñón, por ejemplo, tarda más, unas 7 horas”.

La impresión de prótesis que sustituyen a huesos se utiliza desde hace un tiempo. La impresión de órganos vitales, como riñones o vejigas, sin embargo, está en sus primeras fases de desarrollo y experimentación y aún no se utiliza en la práctica clínica.

En el desierto no hay naranjas. Te imprimo una y te la comes.

Esto es el futuro. Pero… Tiempo al tiempo. El proceso está en marcha. El presidente de Strike y experto en impresión 3D Uri Altell asegura que “el inventor de los Fab Labs, Neil Gershenfeld, está investigando sobre la impresión de alimentos en su laboratorio de Boston. La fabricación de alimentos, de todos modos, está aún en un estado muy embrionario”.

¿Qué pasará cuando puedas imprimirte tus zapatos en casa?

El siglo XVIII inventó la producción en serie. El siglo XXI está inventando la producción personalizada. La economía se convirtió en otra cosa cuando la producción masiva originó las economías de escala. La economía está, en la actualidad de nuevo, en proceso de revisión. Y entre las nuevas reglas estará la personalización. No será necesario producir un número elevado de un producto para que se pueda fabricar.

Hasta ahora solo las grandes compañías de industrias como la aeronáutica o el automóvil se podían permitir diseñar un prototipo y comprobar si funcionaba antes de lanzarlo al mercado. La generalización de la impresión 3D hará que cualquier persona pueda probar el éxito de un producto antes de fabricarlo en masa. Las puertas del mercado se abrirán más que nunca a todo el mundo. Ya no será tanto un tema de tener los recursos necesarios para montar una fábrica como tener una idea brillante. “En el futuro se podrá escanear un pie para imprimir el zapato que se adapta perfectamente a su anatomía. Los artículos serán personalizados. Las lentes, las sillas…”, indica Tomás Díez.

Dicen algunos economistas que se reducirán muchos costes de las cadenas de producción y que se podrán fabricar objetos muy distintos sin los costes extra que supone ahora ir modificando un producto.

Aseguran también que la fabricación personal de objetos llevará a una época dorada en la innovación. La invención ya no estará en manos de las compañías. Cualquier persona con un programa de modelado 3D y una impresora podrá diseñar productos.

Esto implica un “cambio total de paradigma”, indica Uri Altell, presidente de Strike. “Esto es el embrión de la revolución digital. La revolución industrial cambió el mundo y la siguiente revolución es esta. Con las impresoras 3D nos encontramos en el mismo punto que estábamos en los 70 con los ordenadores”.

Las reglas de la propiedad intelectual cambiarán para siempre. El mundo será más ‘copiable’ que nunca y la distribución estará al alcance de todos. “La próxima gran crisis se producirá por los derechos de propiedad. Todo va a cambiar cuando las personas puedan producir objetos en su casa. Los negocios y el comercio serán totalmente distintos”, especifica Altell. En este escenario las predicciones sobre la supremacía del monstruo asiático se desinflan.

Pero, quizá, lo más fascinante de todo es que este cambio de paradigma parte con una ventaja desconocida hasta ahora. “Por primera vez en la historia de la humanidad podemos gestionar una revolución. La revolución industrial llegó sin planificación ninguna. Hoy podemos decidir que la lideren las empresas o que no sean ellas. Podemos planificar cómo reciclar a las personas en su trabajo y cómo reducir el impacto social de estos cambios”, añade.

La revolución industrial cambió el mundo. Internet lo volvió a cambiar. ¿Está fraguándose la próxima revolución en una impresora 3D?

Foto de portada de Bre Pettis reproducida bajo licencia CC.

Este artículo fue publicado por primera vez en la edición de abril de la revista Yorokobu.