Serr¨ªn y gambas para imprimir a gran escala

La celulosa y la quitina son dos de los materiales org¨¢nicos m¨¢s abundantes del planeta. El primero est¨¢ ligado habitualmente a la madera, pero tambi¨¦n se encuentra en el resto de las especies vegetales. El segundo es otro de los m¨¢s frecuentes: los caparazones de insectos y gambas, por ejemplo, est¨¢n hechos con esta sustancia. Juntos componen el FLAM, un material revolucionario desarrollado por el investigador espa?ol Javier Fern¨¢ndez en la Universidad de Tecnolog¨ªa y Dise?o de Singapur. Posee caracter¨ªsticas que mejoran las del pl¨¢stico y es cien por cien biodegradable: a ojos del planeta, cualquier pieza elaborada con este material es un trozo de madera m¨¢s. ¡°La gente a¨²n no se cree lo que estamos haciendo¡±, explica Fern¨¢ndez, que atiende a EL PA?S en un hueco entre clases desde el pa¨ªs asi¨¢tico.

¡°Siempre se duda de que estos materiales tengan la misma resistencia o la capacidad que el pl¨¢stico para elaborar piezas complejas¡±, relata Fern¨¢ndez, ¡°pero el FLAM es una realidad, no una hip¨®tesis. No hace falta esperar al futuro, podemos cambiar las cosas desde ya¡±, explica el investigador cuya iniciativa -desarrollada junto al profesor griego Stylianos Dritsas- est¨¢ llamando la atenci¨®n. El pasado noviembre su proyecto fue galardonado como el m¨¢s innovador del a?o en Formnext, el congreso de impresi¨®n 3D m¨¢s importante de Europa. El jurado valor¨® el bajo coste econ¨®mico del filamento imprimible y su capacidad para reproducir cualquier objeto en cualquier lugar y a gran escala.

Los investigadores dieron a conocer su hallazgo en la revista Nature en verano de 2018. Como ejemplo pr¨¢ctico ofrecieron la impresi¨®n de la pala de una turbina con FLAM a trav¨¦s de un brazo rob¨®tico que ejerce de impresora. Desde entonces son muchas las personas y empresas que se han puesto en contacto con ellos para investigar diferentes aplicaciones. ¡°Hay ideas que jam¨¢s hab¨ªamos imaginado¡±, subraya Dritsas, profesor de arquitectura especializado en la fabricaci¨®n y la construcci¨®n digital. Desde familias que buscan objetos infantiles libres de productos qu¨ªmicos para sus hijos a factor¨ªas interesadas en desarrollar componentes industriales. Tambi¨¦n monturas de caballos, piezas de coche, ¨¢rboles artificiales, atracciones de parques tem¨¢ticos e incluso piezas para fallas.

La variedad de propuestas confirma que hay mucho inter¨¦s en buscar alternativas a materiales tradicionales. ¡°Hoy todo se hace con pl¨¢stico, pero hay que parar antes de que sea demasiado tarde para el planeta¡±, afirma Fern¨¢ndez. Las cifras le avalan: en 2020 se producir¨¢n cerca de 500 millones de toneladas anuales de pl¨¢stico en todo el mundo. Una enorme producci¨®n de la que, actualmente, apenas se recicla el 9%, seg¨²n datos de Greenpeace.

Soluciones

Fue precisamente el impacto contaminante del pl¨¢stico lo que anim¨® a Javier Fern¨¢ndez a buscar nuevas soluciones. Primero lo hizo en la Universidad de Harvard, donde desarroll¨® un material que mezclaba quitina y prote¨ªnas de seda procedentes de insectos. Era una especie de pl¨¢stico transparente de bajo costo completamente compostable, pr¨¢cticamente una r¨¦plica de la piel de los insectos. Lo bautiz¨® shrilk, que duplicaba la fuerza del pl¨¢stico y le sirvi¨® para demostrar que era viable reproducir la organizaci¨®n natural de las mol¨¦culas. Pero el coste para su obtenci¨®n era alto y, as¨ª, era impensable introducirlo en el mercado.

Ya en tierras asi¨¢ticas, Fern¨¢ndez desarroll¨® su trabajo combinando celulosa y quitina para crear el FLAM, que mantiene la estructura molecular de ambos materiales (y cuyo nombre procede de sus siglas en ingl¨¦s: fungal-like adhesive materials). Por ello su descomposici¨®n ocurre igual que en condiciones naturales. E incluso las mejora, porque el quitosano -derivado de la quitina- act¨²a como un fertilizante natural del suelo cuando se recicla adecuadamente. ¡°Esto puede cambiar el concepto de fabricaci¨®n: los materiales proceden y se degradan en la misma regi¨®n. Para hacer cualquier cosa que necesites s¨®lo te hace falta una m¨¢quina y un enchufe¡±, subraya el investigador, que destaca la importancia de avances como este para la econom¨ªa circular.

¡°Su trabajo ha inspirado a muchas personas a investigar el uso de estos pl¨¢sticos biol¨®gicos para reducir la terrible contaminaci¨®n de los oc¨¦anos causada por los pl¨¢sticos normales¡±, asegura Robert Cunningham, director de?transferencia de conocimiento y emprendimiento del Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering de la Universidad de Harvard, en Estados Unidos. Lo refrenda el profesor Orlando Rojas, l¨ªder de la Plataforma de Materiales de la Universidad de Aalto (Finlandia) e investigador principal del proyecto FinnCERES en el pa¨ªs n¨®rdico. Rojas subraya que las investigaciones del espa?ol son seguidas muy de cerca ¡°por pa¨ªses como Finlandia, Suecia y Canad¨¢¡±, donde hay gran cantidad de bosques y, por tanto, celulosa. Tambi¨¦n destaca la importancia del FLAM: ¡°Adem¨¢s de su bajo costo, es muy prometedora la posibilidad de producir materiales en gran escala¡±.

Hace unas semanas, los investigadores fueron m¨¢s all¨¢ en su inter¨¦s por demostrar las capacidades del nuevo material. Se plantearon el reto de desarrollar la estructura biol¨®gica impresa m¨¢s grande del mundo. La llamaron Hydra. Y es una pieza de cuatro metros de altura, con medio metro de di¨¢metro en su base y cuatro en su parte m¨¢s alta. Est¨¢ expuesta en las instalaciones de la universidad singapurense y ha conseguido atraer la atenci¨®n de otros centros de investigaci¨®n y, tambi¨¦n, m¨¢s empresas. ¡°Quer¨ªamos demostrar que, a pesar de que nuestra tecnolog¨ªa tiene menos de dos a?os, puede llegar a los niveles de la impresi¨®n con pl¨¢stico, que tiene mucho m¨¢s tiempo de vida¡±, subraya Fern¨¢ndez, que utiliz¨® la celulosa del serr¨ªn sobrante de un taller de su universidad y la quitina de los deshechos de la industria pesquera local.