{"id":77071,"date":"2024-08-13T00:00:53","date_gmt":"2024-08-12T22:00:53","guid":{"rendered":"https:\/\/www.3dnatives.com\/es\/?p=77071"},"modified":"2024-08-14T12:43:31","modified_gmt":"2024-08-14T10:43:31","slug":"impresion-3d-agricultura-nuevas-fronteras-practica-agricola-130820242","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.3dnatives.com\/es\/impresion-3d-agricultura-nuevas-fronteras-practica-agricola-130820242\/","title":{"rendered":"La impresi\u00f3n 3D en la agricultura: nuevas fronteras en la pr\u00e1ctica agr\u00edcola"},"content":{"rendered":"

La agricultura ha estado en constante evoluci\u00f3n. A lo largo de la historia este sector ha sido impulsado por avances tecnol\u00f3gicos que han permitido, principalmente, aumentar la productividad y mejorar la calidad de los alimentos. Sin embargo, la agricultura se enfrenta a nuevos retos como el cambio clim\u00e1tico o las altas demandas de productos. Es por esta raz\u00f3n que la b\u00fasqueda de soluciones innovadoras en m\u00e1s apremiante que nunca. Recientes estudios y proyectos han demostrado que una tecnolog\u00eda aliada podr\u00eda ser la fabricaci\u00f3n aditiva<\/a>. Para tratar de comprender mejor y conocer el papel de la impresi\u00f3n 3D en la agricultura, haremos un an\u00e1lisis en profundidad sobre esta sinergia. A pesar de que a\u00fan no es una tecnolog\u00eda que se ha implementado de forma generalizada en las pr\u00e1cticas agr\u00edcolas, existen aplicaciones especializadas que han marcado una v\u00eda de posibilidades. Por ello, en esta ocasi\u00f3n trataremos de entender las ventajas que ha tra\u00eddo la fabricaci\u00f3n aditiva en pr\u00e1cticas que influyen directamente, como la apicultura, y los espacios que a\u00fan falta por cubrir.<\/p>\n

La agricultura es una actividad que ha sido la base de grandes civilizaciones, incluso antes que la ciencia o la escritura. Las pr\u00e1cticas agr\u00edcolas han acompa\u00f1ado a la humanidad desde hace aproximadamente 12.000 a\u00f1os y desde su aparici\u00f3n, la agricultura ha revolucionado la historia transformando los modos de vida. Como bien se sabe, la actividad de cultivar los alimentos propios llev\u00f3 a la sedentarizaci\u00f3n que a vez dio paso a la fundaci\u00f3n de sociedades. La importancia de la agricultura sigue siendo la misma que hace miles de a\u00f1os ya que es una actividad estrat\u00e9gica para el desarrollo autosuficiente y riqueza de los pa\u00edses. Seg\u00fan datos de la Organizaci\u00f3n de la Naciones Unidas para la Alimentaci\u00f3n y la Agricultura (FAO), 1.23 billones de personas trabajan en sistemas agroalimentarios<\/strong>. Estos datos se obtuvieron en un estudio realizado en 2019 que tambi\u00e9n demostr\u00f3 que casi la mitad de la poblaci\u00f3n mundial viv\u00eda en hogares vinculados a esos sistemas agroalimentarios.<\/p>\n

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La agricultura es un sector estrat\u00e9gico pues suministra alimentos a los 8 200 millones de personas que habitan el planeta y materias primas a diversos sectores econ\u00f3micos.<\/p><\/div>\n

Comprender el papel de la impresi\u00f3n 3D en la agricultura es conocer el papel de la tecnolog\u00eda en sus pr\u00e1cticas. Por muchos siglos; las tareas agr\u00edcolas estuvieron muy arraigadas al trabajo de fuerza. Luego de la Revoluci\u00f3n Industrial, las actividades agr\u00edcolas cambiaron casi por completo con la introducci\u00f3n de m\u00e1quinas que agilizaron el trabajo manual. Ya a finales del siglo XIX y durante el siglo XX, el uso de maquinaria como los tractores, las cosechadoras y el arado, se vuelve fundamental. En los \u00faltimos a\u00f1os, la agricultura ha dado otro gran paso al integrar la tecnolog\u00eda de la informaci\u00f3n a sus actividades y ha surgido el t\u00e9rmino Agri-Tech<\/em>. Este \u00faltimo corresponde al uso de tecnolog\u00eda como veh\u00edculos, drones<\/a>, sat\u00e9lites, rob\u00f3tica, esc\u00e1neres<\/a>, ordenadores, software, etc., con el fin de optimizar la producci\u00f3n agr\u00edcola. A continuaci\u00f3n, echaremos un vistazo a algunas de estas herramientas en las que ha influido la fabricaci\u00f3n aditiva y otras nuevas aplicaciones que ha hecho posibles.<\/p>

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\u00bfCu\u00e1les son las aplicaciones de la impresi\u00f3n 3D en la agricultura?<\/h3>\n

Cuando nos cuestionamos las aplicaciones de la impresi\u00f3n 3D en la agricultura, podemos pensar en ejemplos como la fabricaci\u00f3n de herramientas, de piezas de recambio, o los usos en la producci\u00f3n de tractores. Sin embargo, existen muchos otros avances, proyectos de investigaci\u00f3n y aplicaciones concretas que han integrado la impresi\u00f3n 3D. Si bien es cierto que la tecnolog\u00eda a\u00fan no se ha implementado del todo en la agricultura, como ha sucedido en la medicina o la automoci\u00f3n, en este art\u00edculo expondremos que est\u00e1 en buen camino. Para ello, comenzaremos con las aplicaciones m\u00e1s destacadas.<\/p>\n

Producci\u00f3n de maquinaria mediante procesos aditivos<\/h4>\n

La fabricaci\u00f3n aditiva se ha hecho espacio en el sector de la automoci\u00f3n y el transporte y usos similares se han observado en la fabricaci\u00f3n de maquinaria agr\u00edcola. Por ejemplo, en 2022 el reconocido fabricante John Deere produjo en un a\u00f1o m\u00e1s de 4000 piezas utilizando la fabricaci\u00f3n aditiva. Este fue su primer paso en la implementaci\u00f3n de la fabricaci\u00f3n aditiva en su centro especializado en Mannheim, Alemania. Un caso m\u00e1s local es el de la empresa espa\u00f1ola Teyme que utiliza la tecnolog\u00eda Multi Jet Fusion de HP<\/a> para la fabricaci\u00f3n de componentes como adaptadores para salidas de aire, posicionadores para las palas de aire, etc. Piezas que se incluyen en las maquinarias agr\u00edcolas que producen.<\/p>\n

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Atomizador de Teyme con piezas creadas mediante la tecnolog\u00eda Multi Jet Fusion (cr\u00e9ditos: Teyme)<\/p><\/div>\n

Desarrollo de herramientas personalizadas<\/h4>\n

La impresi\u00f3n 3D permite el prototipado r\u00e1pido<\/a> y econ\u00f3mico, frente a otros m\u00e9todos, de herramientas y componentes espec\u00edficos para las necesidades agr\u00edcolas. Por ejemplo, piezas de maquinaria y equipo de riego que pueden ser adaptados a las condiciones particulares de cada agricultor. Incluso repuestos para m\u00e1quinas en espec\u00edfico, pensemos en herramientas que se dejan de fabricar, pero se a\u00fan se necesitan. Adem\u00e1s, la producci\u00f3n de estas herramientas in situ<\/em>, evita el desplazamiento del agricultor y los tiempos de espera que podr\u00edan detener la actividad agr\u00edcola. Finalmente, una democratizaci\u00f3n de la fabricaci\u00f3n aditiva puede permitir que tanto peque\u00f1os como grandes campos de cultivo pueden hacer uso de la tecnolog\u00eda y sacar provecho de ella.<\/p>\n

Fabricaci\u00f3n de sensores y dispositivos IoT<\/h4>\n

Los sensores y dispositivos de Internet de las Cosas (IoT) para monitorear las condiciones del suelo, factores como la humedad, el viento y el clima, pueden ser impresos en 3D. Estos se integran en sistemas agr\u00edcolas inteligentes para mejorar la toma de decisiones sobre los cultivos.<\/p>\n

Fabricaci\u00f3n aditiva de drones y robots<\/h4>\n

Existen algunos drones y robots agr\u00edcolas que se han impreso en 3D. Estos han marcado un gran paso en la implementaci\u00f3n de tecnolog\u00edas de automatizaci\u00f3n en el campo. En los \u00faltimos a\u00f1os, se ha demostrado que estos dispositivos pueden realizar tareas como la supervisi\u00f3n de cultivos, la siembra y la aplicaci\u00f3n precisa de fertilizantes y pesticidas. La empresa italiana Soleon, especializada en aplicaciones a\u00e9reas no tripuladas y drones, recurri\u00f3 a los servicios de fabricaci\u00f3n aditiva de Materialise para crear el Soleon Dis-co. Partiendo del problema del barrenador del tallo de ma\u00edz, una plaga que puede acabar con porciones significativas de cosechas, Soleon y Materialise dise\u00f1aron un sistema de distribuci\u00f3n de pesticidas. Sin embargo, utilizaron huevecillos de Trichogramma, que es una especie de avispa que se come al barrenador del ma\u00edz, resultando en una soluci\u00f3n natural. En este caso el dron se imprimi\u00f3 en PA12<\/a> y siguiendo el proceso SLS (sinterizado selectivo por l\u00e1ser<\/a>).<\/p>\n

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Dron de la empresa italiana Soleon impreso en 3D para el control de plagas (cr\u00e9ditos: Soleon)<\/p><\/div>\n

Producci\u00f3n de envases biodegradables para semillas y plantas<\/h4>\n

La impresi\u00f3n 3D tambi\u00e9n puede ser utilizada para crear contenedores o macetas biodegradables para semillas o pl\u00e1ntulas, facilitando la siembra y reduciendo el impacto ambiental.<\/p>\n

Producci\u00f3n de componentes de irrigaci\u00f3n<\/h4>\n

Los sistemas de riego pueden ser mejorados mediante el dise\u00f1o para impresi\u00f3n 3D de componentes espec\u00edficos. Por ejemplo, boquillas y conectores, que optimizan la distribuci\u00f3n del agua y reducen el desperdicio.<\/p>\n

Fabricaci\u00f3n aditiva de dispositivos para el control de plagas<\/h4>\n

Comenzando con las trampas para insectos, la fabricaci\u00f3n aditiva permite dise\u00f1ar y fabricar trampas espec\u00edficas para distintos tipos de plagas. Estas pueden ser optimizadas para atraer y capturar insectos. En seguida podemos encontrar aplicaciones en dispositivos de liberaci\u00f3n de feromonas que son sustancias qu\u00edmicas para atraer o repeler insectos. Se pueden crear mediante impresi\u00f3n 3D y dise\u00f1arse para una dispersi\u00f3n controlada.<\/p>\n

Cultivos horizontales<\/h4>\n

Otra aplicaci\u00f3n de la fabricaci\u00f3n aditiva se centra en la producci\u00f3n de cultivos horizontales para espacios peque\u00f1os. La empresa italiana Hexagro, es especialista en esta aplicaci\u00f3n. Ellos siguen procesos de impresi\u00f3n 3D para crear estructuras modulares y personalizables, que pueden ser adaptadas a las necesidades espec\u00edficas de cada espacio y tipo de cultivo. Esto incluye la fabricaci\u00f3n de bandejas, soportes y canales de riego con dise\u00f1os optimizados para el crecimiento de las plantas y la gesti\u00f3n eficiente del agua y nutrientes. La capacidad de producir componentes a medida y de manera r\u00e1pida reduce significativamente los costos y tiempos de desarrollo, permitiendo a Hexagro innovar continuamente y mejorar sus sistemas de cultivo.<\/p>\n

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Cultivo horizontal con conectores impreso en 3D (cr\u00e9ditos: Hexagro)<\/p><\/div>\n

La investigaci\u00f3n cient\u00edfica y el papel de la impresi\u00f3n 3D<\/h3>\n

La investigaci\u00f3n en el \u00e1mbito de la agricultura ha experimentado una evoluci\u00f3n significativa en los \u00faltimos a\u00f1os, impulsada por avances tecnol\u00f3gicos que est\u00e1n redefiniendo las pr\u00e1cticas tradicionales. Entre estas innovaciones, la impresi\u00f3n 3D emerge como una herramienta revolucionaria con el potencial de ayudar a definir la agricultura moderna. La convergencia de la fabricaci\u00f3n aditiva y la agricultura promete marcar una nueva era en la manera en que se cultiva y se gestionan los recursos agr\u00edcolas.<\/p>\n

Avances en materiales para la agricultura<\/h4>\n

El uso de los termopl\u00e1sticos en la agricultura es extenso. No obstante, los desechos de este repercuten directamente en la salud del suelo y afectan la diversidad biol\u00f3gica. Para contrarrestar estos problemas se proponen soluciones como \u00abel modelo de las 6R\u00bb: rechazar, redise\u00f1ar, reducir, reutilizar, reciclar y recuperar, propuesto por la ONU, y se incentiva cada vez m\u00e1s a los agricultores a utilizar alternativas naturales o biodegradables. Recientes estudios han encontrado alternativas en materiales con propiedades diferentes. Por ejemplo, una publicaci\u00f3n del a\u00f1o 2021 ha propuesto a la impresi\u00f3n 4D<\/a> como proceso principal para crear materiales \u00fatiles en la agricultura. Dicho estudio se ha titulado: Impresi\u00f3n 4D: Perspectivas para la producci\u00f3n de pl\u00e1sticos sostenibles para la agricultura<\/em> y es el resultado de una colaboraci\u00f3n entre la Universidad de Patras, la Universidad de Agricultura de Grecia y el Instituto Italiano de Tecnolog\u00eda de G\u00e9nova.<\/p>\n

La impresi\u00f3n 4D es una evoluci\u00f3n de la impresi\u00f3n 3D que a\u00f1ade la dimensi\u00f3n del tiempo. En este caso, los objetos impresos est\u00e1n hechos de materiales inteligentes que pueden cambiar su forma o propiedades en respuesta a est\u00edmulos externos, como el calor, la luz, el agua o el movimiento. Si bien la impresi\u00f3n 4D se est\u00e1 utilizando principalmente en \u00e1mbitos como el m\u00e9dico, las aplicaciones en la agricultura son menores, por no decir inexistentes. El equipo demuestra con su investigaci\u00f3n que si se aplicase la impresi\u00f3n 4D a la agricultura, hay grandes posibilidades de aumentar la biodegradabilidad y los beneficios medioambientales, econ\u00f3micos y productivos de los pl\u00e1sticos en la actividad agr\u00edcola. Pero el principal aspecto que a\u00fan frena su uso m\u00e1s extenso es la novedad del proceso de impresi\u00f3n 4D.<\/p>\n

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La impresi\u00f3n 4D ofrece posibilidades de aumentar la biodegradabilidad de los pl\u00e1sticos en la actividad agr\u00edcola<\/p><\/div>\n

\u00bfQu\u00e9 aportar\u00eda la impresi\u00f3n 4D? Algunos materiales con memoria de forma poseen caracter\u00edsticas como la termorresistencia, la magnetorresistencia, la sensibilidad al pH y la sensibilidad a la presi\u00f3n osm\u00f3tica que los hacen ideales debido a su comportamiento inteligente. Entre las aplicaciones que menciona el equipo de investigaci\u00f3n se encuentra el envasado de alimentos, el acolchado agr\u00edcola, las redes de sombra o las cubiertas pl\u00e1sticas para invernaderos. Visto que la tecnolog\u00eda FDM ha permitido manejar el PLA<\/a> y otros pol\u00edmeros con efecto de autoformaci\u00f3n y memoria, es posible que esta t\u00e9cnica relativamente \u201csencilla\u201d permita llevar a la pr\u00e1ctica la creaci\u00f3n de herramientas eficaces, escalables y asequibles. Otras t\u00e9cnicas como las basadas en la estereolitograf\u00eda tambi\u00e9n reflejaron potencial en aplicaciones agr\u00edcolas.<\/p>\n

La impresi\u00f3n 3D para la repoblaci\u00f3n de la Espa\u00f1a Vaciada<\/h4>\n

La \u00abEspa\u00f1a Vaciada\u00bb es un t\u00e9rmino que explica al despoblamiento rural en vastas zonas de Espa\u00f1a, especialmente en el interior del pa\u00eds, donde la falta de oportunidades econ\u00f3micas, servicios y empleo ha llevado a un \u00e9xodo masivo hacia las ciudades, dejando pueblos y regiones enteras casi deshabitadas. Proyecto Rural3D, como su nombre lo indica, es un proyecto de investigaci\u00f3n que explora las posibilidades de generar empleo en algunas zonas al integrar la impresi\u00f3n 3D<\/strong>. Este proyecto es financiado por el Ministerio de Ciencia, Innovaci\u00f3n y Universidades, y la Fundaci\u00f3n COTEC y surge en respuesta al riesgo de despoblaci\u00f3n que afecta al 80% del territorio espa\u00f1ol. Rural3D propone la reindustrializaci\u00f3n mediante la fabricaci\u00f3n deslocalizada, donde peque\u00f1os fabricantes locales utilicen la fabricaci\u00f3n aditiva para producir piezas necesarias, en lugar de grandes f\u00e1bricas centralizadas. Adem\u00e1s de centrarse en la rentabilidad, Rural3D busca entender y promover los beneficios sociales, informando a la comunidad rural sobre las ventajas y limitaciones de la impresi\u00f3n 3D. Todo mientras analiza las necesidades y barreras percibidas por las entidades locales y la poblaci\u00f3n rural para la adopci\u00f3n de esta tecnolog\u00eda.<\/p>\n