Impresión 3D con Biomateriales: El Fondart de Campus Creativo que utiliza residuos para dar forma a materiales de construcción

Como muchas ideas la Impresión 3D con Biomateriales surgió del entusiasmo y las ganas, sumadas a los cursos de investigación impartidos por Alejandro Soffia, académico de la Escuela de Arquitectura de Campus Creativo. Llegado el momento el financiamiento fue necesario, por lo que la postulación a un Fondart en la línea de Diseño en Modalidad de Creación fue el siguiente paso.

Una vez adjudicado el proyecto, en 2021, el equipo liderado por Soffia e integrado por la codirectora Verónica Arcos, que fue arquitecta profesora del Campus Creativo; Margarita Talep, docente de la UDP, diseñadora y especialista en la producción de biomateriales;  y Darío Molina, estudiante que colaboró con el diseño de los componentes constructivos y quien actualmente está en fase de titulación de Arquitectura UNAB, dieron vida al proyecto «Componentes prefabricados en base a impresión digital de biomateriales«. 

Según explica Alejandro Soffia, “en este tramo de la investigación el objetivo principal era encontrar materiales que tuvieran una base biológica y que pudiesen ser impresos digitalmente a través de la técnica de manufactura aditiva”.

Otro de los objetivos es el desarrollo de formas complejas, básicamente a través de planos con doble curvatura, que son más difíciles de construir artesanalmente o con otras técnicas más tradicionales de construcción.

El último objetivo es lograr eficiencias en el manejo del agua, del aire y de la luz, a través del manejo formal de estos componentes constructivos. Es decir, cómo producir mayor roce con el aire, capturar agua o producir sombra en el mismo muro para controlar mejor la relación del edificio con el medioambiente.

El proyecto pasó de la adjudicación a la acción, dando vida a las formas que anteriormente existían solo en la teoría a través de la instalación de un laboratorio de bioimpresión en Campus Creativo. En este espacio trabajaron en materiales constructivos a escala, que esperan prontamente llevar a tamaño real.

¿Cuáles son los materiales base de este proyecto?

Los materiales base que trabajamos en este proyecto están todos vinculados con uno en particular que es el quitosano, que es un biopolímero derivado de la quitina, que a su vez es un componente que está presente en varios organismos vivos, pero sobre todo en los artrópodos, que incluyen a los insectos, crustáceos y arañas, entre otros.

El quitosano lo aprovechamos como un aglomerante, y lo combinamos con tres materiales principalmente que conforman volumetría: el carbonato de calcio, que es un material derivado de por ejemplo, de los moluscos; la borra de café que es un residuo agrícola bastante accesible; y el aserrín de madera de pino, que es la especie de madera más explotada a nivel nacional.

¿En qué consistieron las clases con la Escuela de Biotecnología?

En el transcurso de la investigación establecimos un vínculo con la Escuela de Ingeniería en Biotecnología, y ellos básicamente nos ayudaron a proceso de crecimiento de otros organismos vivos con los que hemos trabajado, en un primer momento, con los hongos. Ellos en el fondo nos enseñaron a cultivar hongos y mantener los organismos vivos para poder controlar su crecimiento con fines constructivos.

¿Qué es lo que más destacas de esas clases?

Sin duda que lo más interesante de esas clases fue el trabajo interdisciplinario que desarrollamos con profesionales de otras áreas del conocimiento, principalmente del área de Biotecnología.

Por lo tanto, acercar a los estudiantes a procesos de investigación que además eran interdisciplinares, nos parecía una experiencia distinta y con futuro para transmitir a los estudiantes y además estaba el desafío personal de cada uno de ellos en poner a prueba los conocimientos propios de nuestra disciplina, en el contexto de otras.

¿Cómo fue el proceso de instalación del Laboratorio de Biofabricación?

El laboratorio lo montamos en el Campus Creativo, y fue una instalación temporal mientras duró la investigación y que coincidió con el periodo del segundo año de la pandemia. Una vez que se empezaron a liberar las restricciones de movilidad se nos cedió un espacio en la Galería Uno, ubicada en el Campus, y que en esos momentos estaba deshabilitada. Ahí instalamos una estructura tensil para poder definir un área de trabajo autónomo en la cual instalamos los distintos instrumentos, materiales y empezamos a desarrollar los primeros prototipos.

¿Qué avances quisiera compartir con la comunidad universitaria?

Bueno en este momento todavía no cerramos el proyecto, por lo tanto, hay ciertos aspectos que los vamos a dejar en aún en el misterio. Pero si logramos trabajar imprimiendo digitalmente mediante la técnica de manufactura aditiva, con los materiales antes descritos por lo tanto ya logramos crear objetos con este tipo de materiales. El desafío ahora es que esos objetos que están diseñados y construidos a escala, los podamos replicar y construir en una escala uno a uno, en un tamaño real, por ejemplo, de una vivienda.

¿Hay algo que quiera destacar?

Por último, quisiera destacar que esta producción de componentes constructivos está en base a una lógica de economía circular, por la cual todos los sustratos con los que trabajamos tienen un origen de residuo productivo vinculado a la producción animal o la producción vegetal. Por lo tanto, son nuevas maneras de concebir los residuos de estos procesos para utilizarlos como materiales que sean más benignos con el medioambiente, partiendo de la idea de que todos estos productos que estamos diseñando serían biodegradables, es decir, podrían volver a integrarse a la cadena trófica.