martes, 13 de diciembre de 2011

LA IMPRESIÓN EN 3D PARA FABRICAR OBJETOS Y COMO MÉTODO EN LA CONSTRUCCIÓN

Imagine ser capaz de fabricar, mediante la sencilla acción de "imprimir" tridimensionalmente, no sólo destornilladores, cucharas, sillas y otros enseres relativamente simples, sino también dispositivos mecánicos tan complejos como un reloj, o tan grandes como una casa, o tan fascinantes como otra impresora igual capaz de imprimir a otras idénticas con la misma capacidad.
 

Estos conceptos ya no están limitados a la ciencia ficción. Ahora, se trabaja en todos ellos mediante proyectos de investigación reales, que se llevan a cabo en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) y en otros centros de investigación avanzada.

Está gestándose, lo que promete ser una revolución con respecto al concepto de la fabricación en masa. De igual modo que las cadenas de montaje marcaron un antes y un después en la Era Industrial, parece cada vez más claro que la fabricación de objetos mediante impresión cambiará por completo el panorama industrial y las reglas de juego del diseño y la fabricación de utensilios.

Una de las primeras impresoras 3D prácticas, y la primera a la que se le dio ese nombre, fue patentada en 1993 por Michael Cima y Emanuel Sachs, profesores del MIT. A diferencia de intentos anteriores, esta máquina ha evolucionado hasta ser capaz de crear objetos de plástico, cerámica y metal. Las impresoras 3D inspiradas en el enfoque del MIT están ahora en uso en muchos laboratorios y empresas del mundo.

La motivación inicial era poder producir maquetas a escala para su plena visualización tridimensional, en trabajos de arquitectos y otros especialistas comparables, y ayudar a acelerar el lento proceso de diseñar y probar nuevos objetos.

Sin las impresoras 3D, el paso más lento en el proceso de desarrollo de productos es a menudo la fabricación de prototipos. Cima y sus colaboradores querían ser capaces de crear con rapidez prototipos de instrumentos quirúrgicos, y ponerlos en manos de los cirujanos para obtener sus comentarios. Con la tecnología de impresión 3D se crea gradualmente una forma, añadiendo una capa fina en cada ocasión. El dispositivo usa un "escenario" (una plataforma metálica montada sobre un émbolo) que sube o baja ligeramente en cada ocasión. Se esparce una capa de polvo especial por toda la plataforma, y luego un cabezal de impresión similar a los de las impresoras de chorro de tinta deposita un líquido aglutinante sobre el polvo, adhiriéndolo. Entonces, la plataforma baja ligeramente, se aplica otra capa fina de polvo sobre la última, y se deposita la siguiente capa de aglutinante.

Extendiendo capa tras capa, cada una con su patrón distinto que va dando relieve al conjunto, un sistema como éste puede crear formas complejas que los sistemas de impresión 3D anteriores basados sólo en líquidos no podían producir. Además, es posible usar diversos materiales y texturas con diferentes combinaciones de polvos y aglutinantes. Se puede crear un objeto con cualquier forma a partir de los polvos adecuados, y los materiales usados pueden ser cerámicas, metales, plásticos, o incluso una mezcla de varios en el mismo objeto "impreso", usando "tintas" diferentes en los cabezales de impresión.

Con el paso de los años, los investigadores del MIT y una de las empresas que obtuvo la patente del MIT, Z Corporation, añadieron nuevas variantes a la impresora 3D, incluyendo la capacidad de incluir colores en los objetos impresos y utilizar una gama más amplia de materiales. La capacidad de imprimir objetos de metal, en particular, llevó la tecnología desde sólo una manera de visualizar nuevos diseños, hasta un modo de fabricar algunos objetos definitivos, como por ejemplo moldes metálicos usados para el moldeo por inyección en la fabricación de piezas de plástico.

Cada vez hay más fabricantes interesados en esta innovación, porque permite hacer el diseño completo de una herramienta en días, en lugar de meses. Esto significa que resulta viable hacer modificaciones de diseño y comprobar su resultado sin que el proceso se alargue de manera intolerable.

Desde sus inicios, la tecnología de impresión 3D se ha ramificado en bastantes direcciones, a través de diferentes empresas e instituciones de investigación de todo el mundo. Las aplicaciones pioneras han sido de lo más variopinto; desde la impresión de prótesis de extremidades a medida del usuario, hasta la nanoimpresión de maquinaria diminuta, y un proyecto del Media Lab del MIT que desarrolla máquinas para elaborar por impresión ciertos artículos alimenticios como por ejemplo caramelos.

Peter Schmitt, en colaboración con Bob Swartz, ha impreso relojes mecánicos funcionales completos, con todos sus engranajes, manecillas y demás, en un solo dispositivo, listo para ponerse en marcha tan pronto como se le quita el polvo sobrante.

Otra variante en la que ahora se trabaja es un sistema desarrollado por la investigadora Neri Oxman y su colega Steven Keating para "imprimir" con hormigón. Su objetivo final es la impresión de una estructura completa, incluso un edificio completo.

El modo convencional de aplicar hoy en día el hormigón al construir una estructura, es, en sus rasgos esenciales, el mismo que se inventó y se comenzó a usar en el Imperio Romano.

Construir edificios mediante impresión abriría nuevas posibilidades tanto en la forma como en la función. No sólo sería posible crear caprichosas formas de aspecto orgánico que resultarían muy difíciles o imposibles de obtener usando moldes, sino que la técnica también podría hacer posible variar las propiedades del propio hormigón a medida que se fuera aplicando, según la conveniencia de cada punto de la estructura, creando así estructuras más livianas y fuertes que el hormigón convencional, y que incorporarían algunos rasgos muy ventajosos de las estructuras biológicas, logrando, por ejemplo, una columna que poseyera las características más provechosas de un tronco de árbol.

La impresión de densidad variable no sólo puede ser usada para optimizar la estructura de objetos grandes. Por ejemplo, Oxman ha usado un sistema similar para producir un guante con algunas secciones que son rígidas y otras que son flexibles, diseñado para ayudar a prevenir que el usuario desarrolle el síndrome del túnel carpiano. Esta científica también ha diseñado una silla hecha de distintos polímeros, estableciendo así áreas rígidas para el soporte estructural y áreas flexibles para la comodidad del usuario, todo ello impreso de una sola pieza.

Peter Schmitt está llevando la tecnología en una dirección aún más adentrada en la ciencia-ficción. Intenta, en sus propias palabras, "fabricar máquinas que puedan fabricar máquinas". Hasta ahora, ha creado máquinas que pueden hacer muchas de las piezas de otra máquina. De conseguir crear una impresora capaz de imprimir a otras idénticas con la misma capacidad, se haría realidad el concepto de la Máquina de von Neumann, es decir una máquina autorreplicante capaz de generar clones de sí misma, una cualidad reproductiva que la equipararía a algunos seres vivos.

La fabricación mediante impresión está justo en su amanecer, y aunque todavía hay mucho por hacer antes de que las consecuencias de este concepto sean claramente perceptibles en la sociedad humana, las semillas de la revolución ya han sido plantadas


jueves, 1 de diciembre de 2011

BIO-LIGHT: BOMBILLAS VIVAS CREADAS CON BACTERIAS

Lámpara Philips con Bioluminiscencia. http://www.design.philips.
Generar luz sin consumir energía eléctrica puede parecer una utopía, pero la biología tiene una respuesta a ese desafío a través de la bioluminiscencia. El truco está en aprovecharla de forma tal que se convierta en una alternativa viable y amigable con el medioambiente. Philips ha comenzado a explorar un concepto de bioluz basado enbacterias alimentadas con metano. Sus aplicaciones podrían alcanzar a muchos entornos de baja luz, desde cines y discotecas hasta sistemas de señalización y salidas de emergencia.
 
Se dice que lo esencial es invisible a los ojos, y esto es particularmente cierto a la hora de consumir energía. Encender una luz puede ser lo más natural del mundo para nosotros, ¿pero cuánta energía estamos desperdiciando que no vemos? Desde los cargadores de los móviles hasta aquellos equipos de audio que reportan la hora incluso estando “apagados”, el desperdicio de energía puede ser muy importante, aunque ya se han activado diferentes regulaciones que buscan reducir esta pérdida. Una simple señal que ilumina la palabra “salida” o las flechas indicatorias de las salas de cine necesitan de energía eléctrica a pesar de emitir una luz muy baja, por lo tanto, si los resultados son tan humildes, y el consumo está allí de todas formas, ¿no se podría hacer algo al respecto?

Lámpara Philips con Bioluminiscencia. http://www.design.philips.
De acuerdo con la gente de Philips, sería posible implementar un sistema de bioluz, basándose en la bioluminiscencia de algunas bacterias.Su concepto tiene la apariencia de células montadas en la pared utilizando un marco de acero, interconectadas entre sí por tubos de silicio que alimentan a las bacterias con metano. El resultado es la emisión de una luz verde, pero puede ser alterado con la introducción de proteínas fluorescentes. El metano es obtenido del digestor instalado como parte del concepto “Microbial Home” de Philips, un hogar en el cual lo que normalmente es considerado como desperdicio puede ser reutilizado para el funcionamiento de otros dispositivos.

Señalización en caminos, luces de emergencia, salidas para cines, luz ambiental y hasta indicadores para sistemas de diagnóstico (como monitores de diabetes) serían algunas de las aplicaciones teóricas para este tipo de iluminación. Una bioluz no sería adecuada para iluminar un hogar entero, pero también contribuye a que la “iluminación estética” pueda volverse mucho más verde y eficiente de lo que es ahora. Apenas se trata de un concepto, y sería algo apresurado hablar de una aplicación comercial, sin mencionar el hecho de que estas luces necesitan metano para “trabajar”. Sin embargo, si la generación de metano a partir de material de desperdicio se convierte en una opción para los hogares del futuro, ¿entonces por qué no?

Fuente.
Más información: 
http://www.design.philips.com