La impresión 3D consiste en una serie de técnicas de “fabricación por adición”, en las que un objeto es reproducido de manera tridimensional a partir de un modelo digital mediante la superposición de capas de material que se acumulan hasta conseguir el tamaño, las características y la forma diseñadas. Estas máquinas solo usan la materia prima necesaria en forma de polvo, líquido o filamentos que posteriormente funden o solidifican para dar la forma final, y a diferencia de los métodos tradicionales de fabricación, no necesitan eliminar la materia prima sobrante. Este proceso es muy prometedor dado que suprime la necesidad de economías de escala, permite total libertad de diseño, y minimiza el tiempo, el coste, el consumo de energía y los requisitos de transporte. Así, las impresoras 3D fabrican objetos complejos siguiendo las instrucciones de un modelo digital mediante diseño asistido por ordenador (CAD). Con un programa CAD se diseña un modelo 3D real en el ordenador y se separa ese objeto en capas para ir imprimiendo una a una mediante un proceso aditivo. Además, se pueden imprimir partes del objeto hechas de distintos materiales con diferentes propiedades físicas mediante un simple proceso de ensamblaje.
El desarrollo industrial de la inyección de aglutinante y la estereolitografía se iniciaron en 1993 en el Massachusetts Institute of Technology (MIT), que desarrolló un procedimiento patentado con el nombre de 3D Printing (3DP), ahora también conocido como “impresión de chorro” o “impresión de chorro de color”.
No obstante, todavía hoy no se encuentra una definición clara de qué es una impresora 3D de alimentos: ¿Una simple máquina para cocinar? ¿Una herramienta que permite crear nuevas combinaciones de alimentos? ¿Un aparato que nos permitirá crear alimentos que no existen? A grandes rasgos, se podría describir como una máquina capaz de convertir recetas digitales en bocados comestibles y apetitosos. La mayoría de las impresoras de alimentos comerciales utilizan la variante FDM con un sistema de extrusión de pasta a través de una jeringa; el funcionamiento es similar a una impresora de tinta con una sola boquilla grande que vierte un material pastoso denso, el cual se va acumulando en capas hasta formar las estructuras de comida tridimensionales. Los alimentos se tienen que “sinterizar” o “cocinar” en un proceso posterior aparte, que puede tener lugar o no dentro de la propia impresora 3D.
Los pioneros en las síntesis 3D de alimentos fueron Hod Lipson y Evan Malone, de la Universidad de Cornell (Nueva York), que en 2007 adaptaron la impresora por extrusión Fab@Home para imprimir chocolate, queso, galletas, pasta de apio e incluso marisco (vieiras rebozadas). En 2010, el Dr. Liang Hao y colaboradores de la Universidad de Exeter (Reino Unido) desarrollaron un nuevo método de fabricación de chocolate por adición de capas denominado “ChocALM” que empleaba una extrusora a elevada temperatura. Sus estudios demostraron que tanto la velocidad de extrusión como la velocidad y la altura de la boquilla son factores clave que permiten modificar la estructura, aroma y sabor del producto final, de forma que la optimización de estos parámetros permite producir chocolates 3D de alta calidad adaptados a los consumidores, facilitando por tanto la “personalización alimentaria”.
Entre los objetivos primordiales de la impresión 3D figura el desarrollo de métodos de producción de comida sostenibles, para tratar de resolver algunos de los desafíos globales actuales como el cambio climático, la reducción de los recursos hídricos del planeta y el crecimiento demográfico exponencial. En particular, la cría intensiva de animales de granja es una de las principales causas del calentamiento global debido a sus emisiones incontroladas de metano, un gas de efecto invernadero mucho más potente que el dióxido de carbono. La Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO) prevé que la demanda mundial de carne aumentará en más de un 70% para el año 2050, y que los sistemas de producción actuales dejarán de ser sostenibles. Si no encontramos alternativas respetuosas con el medio ambiente, es factible que en un futuro cercano, la carne y otros alimentos de primera necesidad se conviertan en artículos de lujo debido al crecimiento de la demanda de cultivos dedicados a la producción de carne.
Naukas
Ana María Diez Pascual
