La impresión 3D es una de las tecnologías que más impacto ha adquirido en nuestros tiempos, ya que por sus amplias posibilidades y la versatilidad de los materiales de ser transformados ha podido ser usada en áreas alusivas al entretenimiento, la salud, la ingeniería e incluso la industria de los alimentos.
La impresión de estos últimos se originó en la NASA, específicamente con aquellos comestibles que ingerían los astronautas durante sus viajes espaciales. Como éstos carecían de una estética visual, con ayuda de BeeHex, una compañía que personaliza alimentos frescos, se desarrolló la impresora 3D Chef3D mediante la cual se creó con éxito una pizza.
Una propuesta innovadora en este campo es el trabajo del ingeniero Jorge Luis Chávez Alfaro, egresado de la carrera de Ingeniería en Alimentos, quien realizó la tesis “Desarrollo de alimentos para deposición de impresora tridimensional de dos extrusores”, proyecto que resalta la gastronomía de nuestro país a partir de una tecnología en auge.
Antecedentes
El comienzo formal de este tipo de impresión se originó cuando Charles Hull, cofundador de 3D Systems, inventó la estereolitografía, una técnica que a partir de datos digitales convertía líquidos fotosensibles en plásticos sólidos en tercera dimensión. Entonces el diseño analógico comenzó a tener mayor utilidad, ya que permitió modificar un producto cuantas veces fuera necesario antes de su fabricación.
Hoy, la impresión 3D es una de las técnicas a las que más se recurre en diferentes campos de la producción. Esto la convierte en un avance que, de acuerdo con lo estimado por McKinsey Global Institute, generará más de 500 millones para el 2025.
Diseño de la impresora 3D
Asesorado por la doctora María Andrea Trejo Márquez, jefa del Departamento de Ingeniería y Tecnología, y la maestra Selene Pascual Bustamante, académica de la Facultad, el ingeniero Chávez ha estudiado las propiedades de ingredientes típicos mexicanos para la elaboración de diversos alimentos impresos.
Para crear la impresora, el ingeniero tomó como referencia los parámetros de diferentes modelos comerciales, a los cuales les modificó ciertas características a fin de poder procesar los alimentos de difícil tratamiento como chapulines o frijoles.
En perspectiva, la impresión 3D funciona con el mismo mecanismo que la inyección de tinta; pero, a diferencia de ésta, sustituye el líquido del cartucho por plástico, metal, resina o alimento, materiales mediante los que se crea una figura de aspecto tridimensional que se diseña desde un formato digital.
A diferencia de otras impresoras, el prototipo creado en la FES Cuautitlán cuenta con una mayor capacidad en el relleno de los cartuchos (de dos y hasta cinco litros), además de un extrusor que permite limpiar los depósitos fácilmente.
Sobre los alimentos que se introducen, el ingeniero Chávez indicó en entrevista para Gaceta Comunidad que éstos deben ser pseudoplásticos, es decir, sustancias que puedan deformarse con cierto esfuerzo aplicado, lo cual se logra al “modificar el tamaño de partícula y disminuir o aumentar concentraciones de agua”, explicó.
Por encima de la innovación, se buscó darle un giro a la industria alimentaria tridimensional elaborando figuras con ingredientes típicos e nuestro país, como huitlacoche, harina de maíz, frijoles, habas, papa y flor de calabaza, entre otros.
Elaboración, pretratamiento y postratamiento de la figura final
Antes de crear una figura se requiere de un software para hacer el diseño, el cual es enviado posteriormente a la impresora 3D. En el proceso se preparan las masas y los relleno y los ingredientes y agua son pesados para posteriormente ser mezclados y cargados en los cartuchos. Todos los alimentos se insertan crudos.
Una vez que depositados se le da a la impresora la instrucción de ejercer determinado esfuerzo para permitir la fluidez del alimento a través del extrusor, así como la firmeza en su forma tras ser retirada dicha fuerza. Luego de concluir la impresión es necesario meter la figura al microondas para evitar que quede pegada y se rompa. Por último el producto es sometido a freído u horneado.
Particularmente, el egresado de la Facultad comentó que algunas de las materias primas que ha estudiado requieren de otro tipo de proceso. En el caso de la flor de calabaza, por ejemplo, se le agrega algún aceite para mantenerla fluida, pero si está en polvo se rehidrata con otro ingrediente, como queso o masa.
En función de los estudios realizados, el equipo de trabajo determinó que para elaborar diseños más grandes era necesario buscar una solución que solidifique las capas base con el fin de estabilizar el peso de la masa. Por tanto, el presente prototipo sólo está enfocado a probar las características de algunos alimentos.
La importancia de este proyecto en la industria alimentaria
El atractivo del proyecto desarrollado yace en la presentación de los platillos, especialmente en el uso de ingredientes típicos mexicanos. Estas particularidades se ajustan a las demandas que el consumidor busca en los alimentos, como cantidades, calorías y nutrientes.
La doctora Trejo agregó que este trabajo es relevante porque se centra en las nuevas tendencias del procesamiento de alimentos. Por tanto, considera viable que tenga impacto en la industria de banquetes, restaurantes y de exportación, ya que sería posible la elaboración de platillos aun cuando se desconozca el modo de preparación.
Además, el proyecto resulta benéfico para el sector hospitalario, donde a muchos pacientes se les brindan alimentos sin ningún atractivo visual. Dicha población en consecuencia tendría la oportunidad de ingerir productos de mayor calidad.
La maestra Pascual, por su parte, apuntó que lo costoso de la impresión 3D es la fabricación del dispositivo. Sin embargo, declaró que representa un gran ahorro económico en comparación con la elaboración de figuras de forma tradicional, ya que al poder modificar una y otra vez la forma digital no se vuelve a invertir en un diseño diferente.
Actualmente en este prototipo de impresora se prueban diferentes ingredientes mexicanos. Se busca que éstos cumplan con la propiedad de los pseudoplásticos para determinar cuáles son más adecuados para la impresión tridimensional y cuáles se pueden combinar para hacer platillos más versátiles.
La utilidad de la impresora es evaluada por el Programa de Emprendimiento InnovaUNAM, en el que se estudia que tan viable y adecuado es el invento para ciertas industrias, por ejemplo, para el sector hospitalario y de panificación. Al respecto, el ingeniero Chávez precisó que se han descartado varias áreas de operación; en este momento se enfocan en la banquetería.
