Cómo la Impresión 3D Impulsa una Fabricación Sostenible y Ecológica

Hacia una fabricación aditiva más verde

Al entrar en una era más ecológicamente consciente de la manufactura, surgen muchas preocupaciones de que las nuevas tecnologías podrían estar llevándonos hacia atrás. Las críticas a menudo dirigidas a la impresión 3D ponen bajo escrutinio su abundante uso de plásticos y consumo energético, y a veces estos argumentos son válidos. Sin embargo, los actores de la industria están haciendo su mejor esfuerzo para encontrar soluciones válidas que puedan calmar estas quejas. Muchos diseñadores buscan nuevas tecnologías, materiales y alteraciones en la cadena de suministro para hacer la impresión 3D más sostenible y respetuosa con el medio ambiente. Aquí te mostramos algunas de las principales formas:

Reciclado de filamentos

Reciclar filamentos no solo es mejor para el medio ambiente, sino también una buena práctica para tener a mano en tu propio taller o negocio. Ya sean impresiones fallidas, trabajos malogrados o simplemente desorden en tu espacio de trabajo, reciclar impresiones o artículos antiguos puede ser beneficioso. Algunas empresas ya están cubriendo este hueco en el mercado con artículos ingeniosos como kits de reciclado de filamentos, mientras que otras van más allá y limpian plásticos industriales a una escala mucho mayor.

En el lado más ambicioso, empresas como Clean Currents están optando por impresoras 3D especializadas que pueden ser totalmente compatibles con plástico oceánico, permitiendo a los usuarios ayudar a limpiar el medio ambiente mientras imprimen sus artículos. Otras empresas como Trimatis LLC están tomando residuos plásticos y convirtiéndolos en filamento. Esta ha sido una posibilidad tan prometedora que incluso el ejército de EE. UU. busca imprimir en 3D con plástico reciclado de piezas obsoletas para ahorrar en costos de transporte y ser más eficiente.

De manera similar, empresas como 3devo proporcionan trituradoras de filamento y tecnología de bobinado para que los usuarios puedan reutilizar sus viejos plásticos en lugar de desecharlos. Otros usuarios que fabrican pellets a partir de viejos plásticos tienen un trabajo aún más fácil en sus manos.

Sin embargo, hay más que solo filamentos y pellets reciclables en el frente de los materiales.

Materiales sostenibles y construcción

Si bien el PLA (uno de los materiales más utilizados en impresión 3D) es biodegradable, no todos los demás termoplásticos de fabricación aditiva lo son. Pero, ¿por qué deberíamos tener filamentos hechos de plásticos no biodegradables en absoluto? Existen múltiples opciones que los investigadores han estado desarrollando que evitan por completo estas opciones ambientalmente hostiles, ofreciendo al mismo tiempo características de materiales novedosas.

Las nuevas tecnologías permiten usar una gama de materiales para impresión 3D con propósitos únicos. Uno de estos materiales viene en forma de filamento de celulosa antibacteriano impreso en 3D del MIT. Podría convertirse en un referente para aplicaciones médicas, facilitando la creación de materiales aprobados por la FDA que pueden desecharse sin mucha preocupación por la eliminación sostenible de residuos. También es bastante resistente en términos de propiedades mecánicas e económico de producir.

Otra tecnología potencial que vale la pena mencionar es la de filamentos de bioplástico de cáñamo que las empresas están desarrollando. 3D4MAKERS es una empresa que produce dicho filamento, ofreciendo una adhesión bastante buena entre capas.

Incluso aparte de los filamentos, hay una serie de materiales prometedores en el mundo de la construcción impresa en 3D que podrían ser opciones muy atractivas para proyectos de arquitectura potenciales. Varios proyectos han buscado medios sostenibles de producir hormigón, un producto cuya producción conduce a una gran parte de las emisiones de gases de efecto invernadero (el sector del cemento es el tercer mayor consumidor industrial de energía y el segundo mayor emisor industrial de CO2 a nivel global). Por eso, empresas como FICEP S3 han creado sistemas que reutilizan los productos de desecho de la impresión 3D y el post-procesado de piezas en procesos como MJF y SLS, creando un nuevo hormigón híbrido. El Proyecto BCN busca así tomar residuos para convertirlos en una forma más sostenible de hormigón mixto que pueda ofrecer menos dolores de cabeza asociados con los materiales de fabricación tradicionales.

De manera similar, los compuestos orgánicos también se están utilizando para imprimir casas en 3D. Estos compuestos no son solo una curiosidad ecológica, ya que algunos ofrecen soluciones que permiten la impresión rápida de estructuras. La Universidad de Ciencias de la Vida de Estonia y la Universidad de Tartu han estado experimentando con turba, un material natural hecho de vegetación en descomposición que se forma en turberas y otros entornos de humedales. Como uno de los sumideros de carbono más eficientes del planeta, puede almacenar compuestos de carbono, lo que lo hace particularmente útil en este empeño. Se ha utilizado como una importante fuente de combustible en ciertas partes del mundo durante más de un siglo y los científicos han encontrado una forma de convertirlo en una fuente orgánica de vivienda que realmente ayuda a los esfuerzos ambientales en lugar de obstaculizarlos. Este proceso también hace uso de residuos, ayudando al reciclaje.

Otros investigadores han estado trabajando con impresión 3D de suelo, como el proyecto para transformar regolito lunar. Estos experimentos nos acercan al uso de materiales alternativos más abundantes mientras reciclamos elementos antiguos para crear nuevas construcciones.

Sistemas de impresión 3D con energía solar

Las impresoras 3D consumirán mucha energía a medida que se vuelvan más comunes en industrias más amplias. Sin embargo, esto no significa que la energía deba provenir de medios tradicionales. La energía solar sigue en desarrollo, pero representa el santo grial de la energía alternativa, y muchas empresas están aprovechando esto desarrollando paneles solares con impresoras 3D y aprovechando directamente la energía solar para dispositivos de fabricación aditiva.

Los paneles solares impresos en 3D ofrecen ventajas distintas. Pueden ser más ligeros, más baratos y, en ciertos casos, imprimirlos genera mucho menos residuos. Métodos como MJF se han usado para imprimir sistemas solares en 3D desde hace tiempo. Nano Dimension ha sido particularmente notable en este sentido, asociándose con startups en Israel para producir tales soluciones energéticas sostenibles. Algunas empresas incluso están desarrollando paneles flexibles, una perspectiva que no sería posible con la fabricación tradicional.

La impresión 3D también está ayudando a aumentar la eficiencia de los paneles solares. T3DP, por ejemplo, es un proyecto de investigación de impresión 3D que comenzó en 2013 bajo el liderazgo de Daniel Clark. Su objetivo es usar una impresión 3D volumétrica patentada para duplicar la eficiencia de conversión de los paneles solares actuales. Esencialmente, T3DP intenta crear un panel solar impreso en 3D que sea asequible y viable. Su trabajo emplea investigaciones previas estudiando el compuesto químico perovskita para celdas solares, que pueden proporcionar materiales mucho más fuertes y estables para construir celdas solares.

Por otro lado, algunas empresas han estado desarrollando impresoras 3D que funcionan con energía solar. Tales conceptos han estado disponibles como tecnologías de código abierto durante mucho tiempo. Incluso aparte de sus beneficios ambientales, tales impresoras son una perspectiva útil en el sentido de que permiten la impresión en áreas remotas. Este fue el impulso detrás del trabajo de re:3D con la Gigabot, un dispositivo de impresión 3D fuera de la red que podría llevar la fabricación aditiva a áreas sin electricidad aprovechando el poder del sol.