Pedro García Hernández, de 48 años, es un carpintero que vive en Tabasco, un estado del sureste mexicano y una región del país cubierta de selva donde cerca de la mitad de sus habitantes vive debajo de la línea de pobreza.

García subsiste a duras penas con 2500 pesos (125,17 dólares) al mes en un diminuto lugar de trabajo dentro de la casa que comparte con su esposa, Patrona, y su hija, Yareli. La casa tiene pisos de tierra y, durante la larga temporada de lluvias en Tabasco, tiende a inundarse. El polvo de sus proyectos de construcción cubre casi todo en la casa: está pegado en los muros de la recámara, el tanque del inodoro y las mesas de su cocina improvisada.

Sin embargo, eso cambiará pronto. En cuestión de meses, García y su familia se mudarán a una nueva casa a las afueras de Nacajuca, México: una construcción pulcra de 46 metros cuadrados con dos recámaras, una cocina y un baño terminados, así como tuberías internas. Lo más inusual de la casa es que fue hecha con una impresora 3D de 3 metros.

La impresión 3D, un proceso de fabricación en el que se construyen objetos capa por capa a partir de un archivo digital, está lista para tener un crecimiento explosivo. Después de que la pandemia produjo un auge de objetos impresos como hisopos para pruebas, equipo protector y partes de respiradores, se pronostica que el mercado de la impresión 3D tendrá un valor de 55.800 millones de dólares para 2027, según Smithers, una consultoría tecnológica.

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Casi cualquier objeto se puede imprimir en 3D; en el ámbito de la construcción, se usan concreto, hule espuma y polímeros para producir edificaciones a escala real. La industria inmobiliaria está impulsando la tendencia: este año, la constructora SQ4D cotizó una casa impresa en 3D en Riverhead, Nueva York, en 299.000 dólares. Fue promocionada como la primera casa impresa en 3D a la venta en Estados Unidos, pero antes hubo proyectos similares en Francia, Alemania y los Países Bajos.

Y ahora, ha llegado la era de la comunidad impresa en 3D. La casa de García es una de 500 que está construyendo New Story, una organización sin fines de lucro con sede en San Francisco que se enfoca en brindar soluciones de vivienda a comunidades en extrema pobreza, en sociedad con Échale, una empresa de producción de viviendas de interés social en México, e Icon, una empresa de tecnología para la construcción, ubicada en Austin, Texas.

En 2019, cuando New Story se abrió camino en el pueblo, fue llamada la primera comunidad del mundo con casas impresas en 3D. Dos años y una pandemia más tarde, 200 casas están en construcción o completas, 10 de las cuales se imprimieron in situ con la impresora Vulcan II de Icon. Hay planes en curso para construir caminos, un campo de fútbol, una escuela, un mercado y una biblioteca.

Las casas para una sola familia son un buen campo de prueba para la durabilidad de la construcción impresa en 3D porque son pequeñas y ofrecen un proceso de diseño repetitivo sin mucha altura, comentó Henry D’Esposito, quien dirige la investigación sobre construcción en JLL, una firma de bienes raíces comerciales. También se les puede construir para resistir los desastres naturales: Nacajuca se encuentra en una zona sísmica y las casas del lugar ya han soportado un terremoto de magnitud 7,4.

La tecnología es prometedora, pero algunos inversionistas siguen cautelosos y están observando de cerca el surgimiento de los grupos de viviendas 3D.

En marzo, Palari Homes y la constructora Mighty Buildings anunciaron planes para una comunidad de más de una decena de casas impresas en 3D con un costo de 15 millones de dólares en Rancho Mirage, California. La comunidad tiene una lista de espera de más de 1000 personas.

El año pasado, el mercado de la impresión 3D creció un 21 por ciento y Hubs, una plataforma de fabricación, proyecta que duplicará su tamaño durante los próximos cinco años.

“En verdad es una manera muy efectiva y eficiente de construir un pequeño segmento de propiedades, pero no se puede trasladar al ecosistema más amplio de los inmuebles comerciales”, comentó D’Esposito. “No sabemos exactamente cómo les irá a estos inmuebles durante décadas o cuál será su retención de valor a largo plazo. Así que, para un inversionista o un prestamista, esa es una señal para ponerse alerta”.

En Nacajuca, construir una casa con la impresora Vulcan II de Icon se parece mucho a un inmenso cono de helado suave: se ponen capas de “lavacrete”, la mezcla de concreto registrada de la empresa, una después de la otra en espirales largas. La impresora se controla mediante una tableta o un teléfono inteligente, necesita apenas unos tres trabajadores y puede terminar una casa en menos de 24 horas.

“Sabemos que construir a mayor velocidad, sin sacrificar la calidad, es algo que debemos alcanzar pronto si, en lo que nos queda de vida, queremos dejar aunque sea una marca en el campo de la vivienda”, comentó Brett Hagler, director ejecutivo de New Story y uno de los cuatro fundadores.

La organización inició en 2015, poco después de que Hagler viajó a Haití y vio cómo había familias que seguían viviendo en tiendas de campaña años después del terremoto de 2010 que azotó la isla. En todo el mundo, 1600 millones de personas habitan viviendas inadecuadas, según Hábitat para la Humanidad.

“En verdad estamos buscando las mejores oportunidades para tener beneficios de impacto y eficiencia”, comentó Alexandria Lafci, una de las fundadoras de New Story. “Con la impresión en 3D, hay una ganancia muy significativa de velocidad, sin sacrificar la calidad”.

La velocidad es tan solo un factor para terminar un pueblo; New Story ha hecho equipo con autoridades locales de Tabasco para llevarle servicios de alcantarillado, electricidad y agua a la comunidad.

García, quien tiene planes de expandir su negocio de construcción a un espacio más grande en su nueva casa, comentó que no tenía en mente una fecha para mudarse. Le importa el impacto a largo plazo que tendrá la casa en su hija, quien está estudiando para ser enfermera.

“Cuando recibamos la casa, mi hija podrá contar con ella”, mencionó. “Ya no tendrá que preocuparse”.

Échale, empresa que ha operado en México durante 24 años, ayudó a New Story a elegir a los habitantes de las nuevas casas con base en su necesidad. Decidió que las escrituras de cada casa estuvieran a nombre de la mujer de la casa, no de toda la familia.

“Es para proteger a la familia”, comentó Francesco Piazzesi, director ejecutivo de Échale. “Un hombre vendería la casa si lo necesitara. Una mujer hará lo necesario para salvar la casa para sus hijos y su familia”.

Icon ha entregado más de dos decenas de casas impresas en 3D en todo Estados Unidos y México. Sus próximos proyectos cubren toda la gama, desde viviendas de interés social pasando por viviendas de alivio para desastres hasta inmuebles a precios de mercado. También hay un proyecto en curso con la NASA para desarrollar sistemas de construcción para el espacio, los cuales espera que con el tiempo sirvan de hábitats en la Luna y Marte.

Cuando Icon fue fundada, su obstáculo más grande fue convencer a los escépticos, comentó Jason Ballard, uno de los fundadores de Icon y su director ejecutivo.

“Hubo constructoras y desarrolladoras que me explicaron que no era posible que el concreto hiciera eso, aunque los llevé a nuestra casa impresa en 3D”, recordó. “Ahora nuestro reto más grande tan solo es hacer más impresoras”.

“El corazón está completo, está vivo y palpita, y se hizo con células y biomateriales del propio paciente”, explicó Tal Dvir, el director de la investigación.

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El avance, publicado el lunes 15 de abril en la revista Advanced Science, lo llevó a cabo un grupo de científicos de la Universidad de Tel Aviv, en Israel.

El corazón impreso tiene el tamaño del de un conejo, unos tres centímetros, pero los científicos aseguran que se podrían producir corazones más grandes con el mismo procedimiento.

Para crearlo, los científicos tomaron una pequeña biopsia de tejido graso de un paciente.

Luego separaron el colágeno y otros biomateriales de las células.

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Los biomateriales se procesaron para convertirlos en biotinta, que es lo que permite imprimir.

Las células las reprogramaron para que fueran células madre, y luego las diferenciaron para que hubiese células cardiacas y células de vasos sanguíneos, explicó Dvir.

“La medicina del futuro”

Los científicos responsables del proyecto lo califican de “gran avance médico” y aseguran que allana el camino para la mejora de los trasplantes.

El corazón resultante, que tardó unas tres horas en imprimirse, es todavía muy básico, pero “pavimenta el camino hacia la medicina del futuro”, según sus creadores.

El trasplante de corazón suele ser el único tratamiento posible en caso de insuficiencia cardíaca en etapa terminal.

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Considerando que el número de donantes de órganos es limitado, existe la necesidad de desarrollar nuevas maneras de generar órganos para trasplantar.

Hasta ahora se había conseguido imprimir tejido humano, pero no con vasos sanguíneos.

Si bien el órgano está vivo, no bombea, por lo que el siguiente paso es conseguir que el corazón se comporte como los corazones humanos.

Otro de los desafíos es descubrir cómo crear suficientes células para producir un corazón de tamaño humano.

Los planes de los científicos son trasplantar estos órganos en animales y, eventualmente, en humanos para ver cómo evolucionan.

La esperanza de los investigadores es que en un futuro no muy lejano, “dentro de unos 10 años”, los pacientes que necesiten trasplantes puedan conseguirlos en laboratorios.

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Una de las ventajas de estos órganos sería que, al ser generados a partir de tejido del paciente, no provocarían ningún rechazo, por lo que se eliminaría la necesidad de hacer un tratamiento inmunosupresor.

Serían compatibles con el paciente a nivel inmunológico, celular, bioquímico y anatómico.

“Los pacientes no tendrán que esperar a un trasplante o tomar medicación para evitar su rechazo. Los órganos que se necesiten serán impresos, totalmente personalizados para cada paciente”, aseguran los investigadores israelíes, que insisten en que todavía falta para que esta técnica sea una realidad.

El estudiante fabricó esta máquina el año pasado a un costo de Q4 mil y desde enero de 2019 el centro la utiliza para imprimir prototipos, lo que ayudará a que los estudiantes no tengan que mandar a fabricar sus piezas en el extranjero o adquirir una impresora de esta clase que en el mercado puede tener un valor de Q6 mil a Q11 mil.

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“Para mi proyecto de graduación desarrollé una impresora 3D de bajo costo y hecha en quetzaltenango, el objetivo es acercar a los estudiantes a este tipo de tecnología que les permita fabricar y construir sus piezas así como ahondar en desarrollos tecnológicos de punta”, indicó.

Esta semana el joven desarrolló el prototipo de un corazón, el propósito de esta pieza es poner a disposición la máquina para otras carreras y tener una alianza, para que los desarrollos tecnológicos de los estudiantes de Ingeniería ayuden a los proyectos de Medicina, Odontología y otras carreras.

“La impresión 3D tiene un mercado amplio porque reduce el costo de prótesis hasta en un 50 por ciento, esta puede servir para piezas de niños, pero también buscamos escalarla a un tamaño más grande para que sirva para piezas de adultos”, afirmó el creador de la impresora.

Para la fabricación de la impresora el estudiante necesitó 135 días y para la implementación de esta en el Cunoc se llevó 45. Por falta de material, el corazón impreso esta semana se hizo en un tamaño menor al real, pero en los próximos días se espera imprimirlo con el tamaño adecuado.

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Desde enero hasta la fecha, los estudiantes han impreso 10 prototipos con la máquina de Maldonado, para esto utilizan un material biodegradable hecho con productos orgánicos, la mayoría de prototipos son de piezas mecánicas, excepto por el corazón que fue el primero de órganos humanos.

Ariadna Cifuentes, catedrática del laboratorio de Anatomía del Cunoc, está asombrada por el órgano impreso. “Estoy impresionada de ver que a pesar de que es pequeño, están muy bien hechas las cuatro cámaras del corazón, tiene el cayado aórtico. Lo veo que está perfectamente diseñado. Eso es hacer innovación”, expresó.

La medicó agregó que en muchas ocasiones cada división trabaja proyectos individuales cuando es fabuloso que se unan esfuerzos en las carreras para apoyarse en la tecnología y ayudar a otras personas.

“Este modelo en especifico nos puede ayudar mucho para enseñanza, así como ayudarle a los cardiólogos para explicarle a los pacientes cuando tienen un problema de las válvulas del corazón, pero a futuro se podrían realizar modelos para prótesis. En otros países se hace de esta manera para que la prótesis sea adecuada al paciente”, aseguró Cifuentes.

Para Víctor Carol Hernández, director de la división de ingeniería del Cunoc, la fabricación de la impresora 3D en Quetzaltenango, motiva a otros estudiantes a crear máquinas de este tipo.

“Este es un salto en la forma de pensar de la academia, lo que queremos es exponerlo a otras divisiones como Medicina y Odontología, que ellos puedan tener acceso a esta tecnología que es importante para cambiar el concepto de la forma tradicional de la enseñanza aprendizaje en el centro universitario”, indicó.

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Los expertos imprimieron estructuras cartilaginosas, óseas y musculares “estables”  y tras implantarlas en roedores, maduraron hasta convertirse en tejido funcional, al tiempo que desarrollaron un sistema de vasos sanguíneos.

Aunque las nuevas estructuras impresas no están listas aún para ser implantadas en pacientes, recuerdan, los primeros resultados del estudio apuntan a que tienen “el tamaño, solidez y funcionalidad adecuadas paran ser usadas en humanos”.

Según el experto, la “bioimpresora 3D”  puede fabricar “tejido estable a escala humana de cualquier forma y tamaño”, lo que permitiría “imprimir tejido vivo y estructuras de órganos para la implantación quirúrgica”.

Para este trabajo, el WFIRM ha contado con financiación del Instituto de Medicina Regenerativa de la Fuerzas Armadas estadounidenses, que aspira a aplicar esta tecnología en soldados heridos en combate, dada la escasez de donantes de tejidos para implantes.

La precisión de esta nueva impresora 3D significa que, en un futuro próximo, se podría replicar fielmente los tejidos y órganos más complejos del cuerpo humano.

De momento, recuerdan los investigadores, las impresoras actuales, ya sean de inyección, láser o de extrusión, no pueden reproducir estructuras que tengan el tamaño o la solidez necesaria para ser implantadas en el cuerpo.

El llamado Sistema Integrado de Impresión de Tejido y órgano  (ITOP), desarrollado por el WFIRM durante los últimos diez años, ha superado estas limitaciones, celebra Atala.

El ITOP trata tanto materiales plásticos como biodegradables para crear la “forma”  del tejido y los geles con base de agua que sostienen a las células.

Además, la máquina 3D fabrica una fuerte estructura externa temporal, lo que evita que se produzcan daños en las células durante el proceso de impresión.

Otro de los desafíos que presenta la ingeniería de tejidos es lograr que las estructuras implantadas vivan el tiempo suficiente para que puedan integrarse en el cuerpo.

En este sentido, los expertos optimizaron, por un lado, la “tinta”  de base acuática que sostiene a las células para mejorar su “salud”  y promover su crecimiento, al tiempo que imprimieron un entramado de “microcanales”  en las estructuras.

Estos canales, apuntan, permiten que los nutrientes y el oxígeno presentes en el cuerpo humano se integren en las citadas estructuras, las mantengan vivas y desarrollen un sistema de vasos sanguíneos.

Investigaciones anteriores demostraron que las células sobreviven solo cuando las estructuras de tejidos implantadas que no han sido capaces de desarrollar vasos sanguíneos tienen un tamaño menor de 200 micras  (0.1778 milímetros).

Atala y sus colegas lograron fabricar una oreja de un tamaño apto para bebés de 1.5 pulgadas  (38.1 milímetros) capaz de sobrevivir y de presentar signos de vascularización uno y dos meses después de ser implantada.

“Nuestros resultados indican que el uso una biotinta combinada, unido al desarrollo de microcanales, crea el entorno adecuado para mantener vivas a las células y favorecer su crecimiento y el de los tejidos”, afirma el investigador.

Otra característica del ITOP es su capacidad para procesar datos de tomografías y de resonancias magnéticas y “fabricar tejido a la medida”  de cada paciente.

“Las piezas se elaborarán con plástico antimicrobiano que también mata las bacterias de la cavidad bucal”, explicó Andreas Hermann líder  del equipo  de investigación de Goningen.

De acuerdo a la experta el daño que las bacterias causan en los implantes actuales es enorme, por lo que el uso de sales de amonio cuaternario dentro de los polímeros de resinas dentales existentes llega como  una buena noticias porque no hay bacterias que resista la mezcla.

Tecnología

El proceso es colocar las sales en una impresora 3D, la endurecen con luz ultravioleta e imprimen dientes y aparatos de ortodoncia. Las prueba de eficacia micro bacteriana confirmaron el éxito  de estas nuevas piezas dentales.

“Se unió la mezcla con la saliva y  Streptococcus mutans –bacteria que causa  la caries dental- y se verifico que el material mató a más del  99 por ciento de bacterias”, enfatizó Hermann.

La empresa española Natura Machine, revoluciona el mundo de la gastronomía mediante una impresora en 3D que será capaz de cocinar como de imprimir. Al parecer a los amantes de la cocina, pero con poca experiencia, este electrodoméstico puede ser muy útil.

Foodini asegura que puede cocinar cualquier tipo de receta, desde ensaladas, pan y pastas. (Foto Prensa Libre cortesía de  Natural Machines)

La impresora 3D de alimentos, conocida como Foodini, tendrá conectividad a internet para hacer más fácil seleccionar las recetas predilectas y compartirlas en redes sociales o para gestionar dispositivos desde un Smartphone o Tablet con sistema Android esto con el fin que cuando el usuario llegue a casa el plato esté caliente y listo para degustarse.

https://www.youtube.com/watch?v=rPngd9NkX3A

A un clic

Este electrodoméstico quiere convertirse en el chef particular, es silencioso, eficaz y obediente. Además, podrá preparar galletas, pizza, pastas, hamburguesas, pan, y ensaladas. Los creadores de Foodini aseguran que se podrá cocinar cualquier comida, el límite solamente será la imaginación del usuario

Este electrodoméstico estará disponible en 2016. Aún se desconoce la fecha exacta y el costo de la misma.

Un platillo sencillo de palitos de pan en forma de cuchara elaborados por la Foodini. (Foto Prensa Libre cortesía de  Natural Machines)

A tres bebés que estaban al borde de la muerte por una traqueobrocomalacia —un desorden incurable que hace colapsar la tráquea—, se les aplicó unas férulas que les permitieron recuperarse y respirar normalmente, indicó el estudio publicado recientemente en la revista Science Translational Medicine.

Aunque la técnica aún no ha sido aprobada por la reguladores federales en Estados Unidos, estos aparatos personalizados, creados por medio de una impresora 3D, recibieron una excepción médica de emergencia para estos casos particulares y son aún considerados de alto riegos.

Nueva oportunidad

Kaiba Gionfriddo, el primero que recibió el tratamiento, tenía tres meses de nacido cuando fue operado. Ahora es un niño saludable de tres años que asiste a preescolar, dijeron los investigadores.

Los otros dos niños tenían cinco y 16 meses cuando se les realizó la cirugía. Se encuentran estables y no sufren complicaciones.

“Es la primera cura para esta condición”, dijo el principal autor del estudio, Glenn Green, profesor asociado de pediatría otorrinolaringológica del Hospital de Niños C.S. Mott de la Universidad de Michigan.

Esperanza

Uno por cada 2 mil niños nace con traqueobroncomalacia en todo el mundo, añadió Green. Estos pacientes tienen dificultad para exhalar completamente, la tráquea de los niños es propensa a colapsar y el único tratamiento posible es la sedación y el cuidado intensivo. No obstante, son frecuentes las complicaciones y las infecciones.

Los investigadores usaron tomografías computadas de las vías respiratorias de los niños para crear un implante personalizado, hecho con biomateriales y diseñado para expandir a medida que crecen.

“Las férulas impresas, eran tubos huecos y porosos que pudieron ser cosidos sobre las vías respiratorias afectadas y estaban hechas de policarprolactona, un polímero que se disuelve en el cuerpo sin causar daños”, indicó el estudio.

Tiempo de impresión

El proceso para diseñar e imprimir el implante tomó entre uno y tres días. “Esta tecnología podría con el tiempo hacer más fácil de tratar los desórdenes poco frecuentes que han sido descuidados por las empresas de equipamiento médico debido a la alta inversión que implica”, dijo el coautor Scott Hollister.

Se espera que inicie pronto una prueba clínica sobre 30 niños. En el terreno de la tecnología 3D para la salud, ya se han realizado audífonos, implantes dentales y algunas prótesis.

Patrocinado por Microsoft OneNote y en conjunto con Limbitless Solution, el proyecto celebró el objetivo principal que es “compartir alegría a los niños que no tienen una extremidad”.

Esto se vio en un video publicado recientemente en el cual el actor estadounidense Robert Downey Jr. entregó un brazo bionico similar al de su papel en Iron Man a un niño discapacitado.

Los brazos creados en una impresora 3D  cuentan con una tecnología diseñada por jóvenes estudiantes de robótica de la Universidad de Florida quienes voluntariamente colaboraron con Albert Manero, creador del proyecto y quien ya diseñó un brazo para un niño de seis años y otro para una niña de siete.

Diseño, planeación, creatividad, ingenio y trabajo en equipo fueron parte de las características del grupo de estudiantes del #CollectiveProject.

“Mis padres siempre me animaron a usar mi educación para que otras personas puedan soñar”, dijo Manero en el blog de Microsoft OneNote.

Los sueños de varios niños mexicanos serán cumplidos por este equipo de estudiantes ya que entregarán 60 brazos artificiales con movilidad similar al de un brazo real.

https://www.youtube.com/watch?v=UHmbaIMQe2I

Sin solicitar dinero a las familias de los niños que recibirán la prótesis, los estudiantes planean en conjunto el diseño para que sea algo agradable para los pequeños.

Esta tecnología funciona gracias a un sensor que es colocado en la parte amputada la extremidad. Esta incluye un chip que se conecta a los movimientos del brazo.

@swissmiss Artists & designers needed for the #CollectiveProject‘s bionic limb Design-A-Thon: http://t.co/LGjqqLuSNL https://t.co/X3KX87GjdQ

— Molly Aaker (@MissMolls) February 26, 2015

Para conocer más del Collective Project puede ingresar al siguiente link: Microsoft apoya la creación de brazos robóticos