Países Bajos – Una investigación doctoral concluye que las conchas de mejillones se constituyen en un buen material para ser utilizado en las impresiones 3D. La ventaja del material es que puede ser reutilizado varias veces.
En una economía circular, el diseño es más que simplemente crear un producto sostenible. En este sistema, basado en eliminar los residuos y minimizar el uso de los recursos, el proceso de diseño tiene como objetivo el preservar el valor de los productos y materiales y mantenerlos en el sistema económico el mayor tiempo posible.
¿Cómo hacer esto?
La candidata a doctorado Marita Sauerwein, de la Delft University of Technology, ideó un material novedoso basado en las conchas molidas de los mejillones que puede ser empleada mediante la tecnología de impresión 3D, en donde la vida útil final de un producto es en realidad solo el comienzo.
Inspirada por los residuos
En las primera etapas de su doctorado, Sauerwein entrevistó a diseñadores que imprimían en 3D teniendo en cuenta la sostenibilidad.
Ella descubrió que los materiales que se usaban no ayudaban en el objetivo de mantener la integridad del producto o material, o el valor del post-producto de los materiales. Eso la llevó a explorar materiales que serían renovables, de fuentes biológicas, pero que también encajaría en la economía circular.
Aunque las conchas de mejillones no son el único material que cumple los objetivos de un sistema circular, representan una cantidad importante de residuos en los Países Bajos debido a las plantas de procesamiento a gran escala de mejillones. De esta forma, estos residuos se constituyeron en una oportunidad.
La importancia del aglutinante
Para crear un material adecuado para la impresión 3D, Sauerwein dice que el factor más importante, junto con las conchas de los mejillones, es el agente aglutinante.
En la elaboración de un material compuesto, las conchas molidas deben estar unidas por algo. Y es esta sustancia vinculante la que influye en cómo reutilizar el material y si encaja dentro de la filosofía de la economía circular.
“Lo que quería lograr es que no solo sea compostable, sino reutilizable en un nivel superior” manifestó la investigadora. Además de ser reutilizable, ella también quería crear un material reimprimible.
Inicialmente la investigación incluyó el uso de agua azucarada para aglutinar las conchas de los mejillones. Después del secado, esta se convierte en un material tan duro como la cerámica. Sauerwein fue capaz de producir una pantalla de lámpara impresa en 3D usando este material.
En este ejemplo, cuando el objeto se vuelve obsoleto puedes agregarle agua, lo que hace que el material se disuelva formando una pasta, que puede ser usado nuevamente para las impresiones 3D. Pero el hecho de que no sea resistente al agua también limita su uso.
Con la ayuda de un laboratorio de biopolímeros en la Applied Sciences Faculty de TU Delft, Sauerwein aprendió que el alginato podría usarse para crear un material resistente al agua. Esta reacción luego se puede revertir, produciendo una pasta imprimible una vez más.
Con el material, la investigadora imprimió en 3D un accesorio para el cabello, que cuando se moja puede doblarse o moldearse para adaptarse a la curva de la cabeza.
“Esto es un buen ejemplo de lo que se puede hacer con este material” destacó.
Un cambio en la metodología
Sauerwein eligió utilizar una metodología de investigación a través del diseño (RtD) porque quería que sus hallazgos fueran más concretos. Pero adoptó un enfoque ligeramente diferentes al que se usa comúnmente.
Ella explicó que a menudo se diseña un producto y luego se hacen pruebas con ese producto o prototipo para continuar generando conocimiento.
“En mi caso el prototipo es una especie de prueba de concepto, el producto final” manifestó Sauerwein.
“La pantalla de la lámpara muestra que existe este nuevo material que se puede reimprimir y que realmente se puede hacer otro producto con el”.
En el futuro, Sauerwein espera centrarse más en el uso de materiales de base biológica, pero destaca que no es suficiente para impulsar una economía sostenible o circular.
“También se debe pensar en el final de la vida útil, cómo se puede recuperar y reutilizar al más alto nivel posible. En el proceso inicial de diseño debes pensar en la reutilización. No es necesario conocer completamente como se reutilizará, pero debemos asegurar de que sea posible” concluyó.
Contacto:
Marita Sauerwein
Teléfono: +31 15 27 88536
Correo electrónico: m.sauerwein@tudelft.nl
Referencia (acceso abierto):
Sauerwein, M. 2020. Additive Manufacturing for Design in a Circular Economy. Doctoral thesis. Delft University of Technology, Delft. https://doi.org/10.4233/uuid:1ffe3bd6-9592-40be-9a2a-7830778db093
