Es emocionante imaginar cómo desde la Edad de Piedra -un período que comenzó aproximadamente alrededor del 10.000 a.C.- y gracias al largo proceso evolutivo de la humanidad, las herramientas que utilizamos han evolucionado desde simples piedras hasta sistemas robóticos complejos. Estos avances representan una revolución en los métodos de producción, tanto a nivel industrial actual como a nivel local.
Tecnologías como la inteligencia artificial (IA) y los sistemas de fabricación digital se han percibido como amenazas que reemplazarán a la mano de obra. En América Latina, la fabricación manual está profundamente arraigada, especializada y es rentable en algunos sectores, lo que hace que la sustitución digital sea menos urgente. En contraste, los biomateriales derivados de hongos o residuos agrícolas proporcionan alternativas de construcción respetuosas con el medio ambiente, fomentando la sostenibilidad y las economías circulares. Esto estimula discusiones significativas sobre el potencial de la fabricación digital, que requiere una comprensión de los recursos y desafíos locales. Por lo tanto, se sientan las bases para los biomateriales que preservan la identidad al mismo tiempo que ofrecen soluciones a las problemáticas locales.
Ya sean orgánicos o inorgánicos, los residuos ahora demandan atención como un recurso indispensable. En consecuencia, iniciativas como Manufactura integran la fabricación digital y la utilización de desechos para obtener nuevas perspectivas. Dinorah Martínez Schulte, co-fundadora de este proyecto, nos dio algunas ideas sobre el potencial de estos procesos y su aplicación en un material como la madera, que ha sido utilizada desde que nuestros ancestros comenzaron a dar forma a otros materiales.
Contextualizando los materiales y comprendiendo sus orígenes
Según la investigación de Martínez Schulte en México, la producción anual de madera alcanza aproximadamente 8 millones de m³. De este volumen, el 70% se destina a la industria de aserraderos, que genera alrededor de 2.8 millones de m³ de desechos, principalmente aserrín, virutas y corteza. Aunque actualmente existen formas de gestionar los residuos de madera, dependen de procesos químicos y combustibles.
"The Wood Project / Un Proyecto de Madera" es una iniciativa de investigación realizada en colaboración con La Metropolitana, un taller local que combina técnicas tradicionales con tecnología en sus procesos de fabricación de muebles. Abordando un problema diario, el proyecto reutiliza el aserrín, que generalmente se descarta, sumando alrededor de 5-6 bolsas, aproximadamente de 40 kg cada una, generadas diariamente. Esto no solo mitiga los residuos, sino que también aborda problemas de seguridad debido a la inflamabilidad del aserrín y sus riesgos respiratorios cuando está en el aire.
Aunque estos desechos de madera por sí solos no son altamente contaminantes, el volumen que se descarta representa una fuente considerable de madera en bruto, y en regiones de México, tiene un alto valor económico y cultural. Como parte de este proyecto, Manufactura creó un biocompuesto a base de residuos de aserrín del árbol Tzalam (Lysiloma latisiliquum). Esta especie es nativa y altamente apreciada en el sureste de México, en la región maya, debido a su apariencia, alta resistencia y características estéticas de color rojizo y vetas pronunciadas.
La química como parte del proceso de fabricación
En la fabricación de biocompuestos, Manufactura propone un enfoque que primero comprende la composición química de los materiales. Desde sus primeros proyectos trabajando con cáscaras de huevo, abordaron el material considerándolo como carbonato de calcio y, al igual que en el caso de la madera, como celulosa.
Después de realizar varios experimentos para generar una mezcla a base de celulosa, descubrieron que el aserrín experimenta cambios en su estado físico relacionados con la unión y el secado, dependiendo de la máquina de la que se extraiga. Además, la humedad en el biocompuesto favorecía el crecimiento de hongos, por lo que experimentaron con cal y yeso para neutralizarlo. Después de desarrollar varios prototipos, determinaron que el aserrín de las máquinas de calibración y el enrutador CNC tenían las condiciones físicas óptimas para permitir el proceso de impresión 3D.
La composición química es la base de todo. - Dinorah Martínez Schulte
La transición de un proceso de fabricación sustractivo a uno aditivo condujo a la exploración de nuevos enfoques. Para fabricar las baldosas modulares a partir del biocompuesto, fue necesario comprender el peso, la densidad y el contenido de agua de cada material. A su vez, se utilizaron aglutinantes orgánicos como matriz, junto con cal, que, después de varias pruebas, resultó ser más efectiva para prevenir el crecimiento de hongos.
En este proceso de investigación, trabajaron en colaboración con el Laboratorio de Materiales y Sistemas Estructurales de UNAM, que proporciona una perspectiva científica al proyecto. Finalmente, después de numerosos procesos y pruebas, se obtiene un material para la fundición combinado con un aglutinante. Este material se convierte entonces en un estado plástico utilizando un extrusor diseñado para materiales semilíquidos, que se monta en un brazo robótico.
Neo-madera y geometría
En las pruebas, Manufactura observó que las piezas conservaban las propiedades de las especies de madera utilizadas. Las primeras piezas fabricadas utilizando desechos de pino eran menos rígidas y más claras en color comparando con las hechas con tzalam, que mostraban una mayor dureza y un color rojizo. En ambos casos, estas cualidades eran similares a las de la madera en su estado original. La interacción entre la mezcla, los parámetros técnicos de impresión (velocidad de extrusión y velocidad del brazo robótico) y la forma de las piezas resultó en la realización de tres enrejados; 72 piezas, cada una de 20 x 20 cm. Este proceso de impresión y secado de 3 semanas produjo piezas reproducibles que se pueden ensamblar para su escalabilidad. Martínez Schulte destaca la necesidad de considerar variables como la temperatura y la humedad, que afectan la impresión del material. Las piezas suelen secarse en un plazo de 5 a 7 días.
Para determinar las formas de las piezas, se crearon varios prototipos, comenzando con geometrías básicas como círculos, cuadrados y triángulos. Este enfoque ayudó a identificar la geometría más adecuada. Martínez Schulte enfatiza que al probar las diferentes geometrías, se logra una mejor comprensión del material. Como resultado, se vuelve posible definir los tamaños de las piezas, reducir las distancias e identificar dónde es necesario un patrón de relleno.
La fabricación digital no es lineal, es un bucle infinito. - Dinorah Martínez Schulte
En resumen, la realización de este proyecto ha sido posible gracias a la sinergia entre el diseño computacional, las ventajas proporcionadas por la fabricación digital, la innovación en el contexto local y la creatividad para convertir los desechos de madera en nuevos materiales. También destaca la importancia de pensar en los biomateriales y la fabricación digital como una forma de abordar problemas locales y generar nuevas conversaciones basadas en las cualidades técnicas y estéticas y las aplicaciones de los biocompuestos. Ya sea en el ámbito profesional a través del trabajo en el taller o desde la academia colaborando con universidades, Manufactura y Dinorah Martínez Schulte proponen un cambio de perspectiva sobre lo que se considera desecho.
El impacto de la fabricación digital y los biomateriales está siendo respondido en las diferentes propuestas que surgen a escala global, especialmente en lo que respecta a los beneficios y potenciales riesgos involucrados. Un hecho es que este tipo de materiales se están abriendo camino desafiando la producción arquitectónica contemporánea, así como los métodos de fabricación actuales en favor de una economía circular. Como decía Carlos Raúl Villanueva: “La arquitectura es un acto social por excelencia, el arte utilitario, como proyección de la vida misma, ligada a los problemas económicos y sociales, y no sólo a las normas estéticas…”.
