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La nueva tecnología de impresión 3D presentada por estos investigadores abre las puertas a una forma innovadora de aprovechar los desechos de madera, contribuyendo a reducir la cantidad de residuos generados y promoviendo la economía circular. Además, al no requerir plástico en el proceso, se convierte en una opción más amigable con el entorno. Los objetos 3D producidos con esta técnica han demostrado poseer características sorprendentemente similares a las de la madera natural, lo que los hace atractivos tanto estéticamente como en su funcionalidad.
Investigadores de la Universidad de Rice y el Laboratorio Nacional Oak Ridge han desarrollado una nueva tecnología de impresión 3D que transforma los residuos de madera en objetos impresos con las cualidades estéticas, térmicas y olfativas de la madera natural. Este desarrollo, detallado en el artículo «Impresión tridimensional de madera» publicado en Science Advances, promete cambiar el paradigma de la fabricación de objetos con apariencia de madera, eliminando el uso de plásticos y químicos perjudiciales.
La novedad de esta tecnología radica en su material de impresión: una tinta a base de agua compuesta exclusivamente por lignina y celulosa, los elementos constituyentes de la madera natural. Este enfoque dista significativamente de los filamentos para impresión 3D existentes, que suelen contener hasta un 70% de PLA (ácido poliláctico), un tipo de plástico.
Los investigadores se inspiraron en la eficiencia limitada de la carpintería tradicional y su considerable generación de residuos. Sin embargo, su objetivo fue retener las propiedades distintivas de la madera, como su textura, apariencia y estabilidad térmica, al incorporar las ventajas de la impresión 3D o fabricación aditiva. La tinta de madera desarrollada es fruto de esta inspiración, ofreciendo una solución que no solo es estéticamente comparable a la madera natural sino también ambientalmente responsable.
La tinta para impresión 3D se obtiene mediante un proceso meticulosamente diseñado que no utiliza químicos dañinos como el acetón en el tratamiento de los residuos de madera. La formulación óptima para esta tinta incluye un 25% de lignina (similar a la madera natural), un 37,5% de una mezcla de fibras de celulosa nanométricas (CNFs) y cristales de celulosa nanométrica (CNCs), además de agua. Esta composición permite que el material se maneje de manera similar a la arcilla, ideal para la impresión 3D estilo DIW (escritura directa de tinta).
Sin embargo, el proceso no termina con la impresión. Los investigadores han especificado pasos adicionales de congelación y calentamiento para obtener un producto final óptimo. Estos pasos, aunque energéticamente intensivos, son cruciales para asegurar la calidad y durabilidad de los objetos impresos, lo que plantea la necesidad de análisis tecnológicos, económicos y ambientales antes de su implementación a gran escala.
Esta innovación representa un importante paso hacia la reducción del impacto ambiental de la fabricación de productos de madera, aprovechando residuos que de otro modo serían desechados. Aunque el proceso requiere optimización, especialmente en lo que respecta a su consumo energético, su potencial para revolucionar la industria de la impresión 3D y la fabricación sostenible es indiscutible.
