Los continuos
desarrollos tecnológicos impactan los diversos ámbitos de la sociedad y su dinámica
tiene una especial incidencia dentro de
la construcción del conocimiento, convirtiéndose en uno de los requerimientos
básicos para el desarrollo de los procesos de enseñanza y aprendizaje. De la
incursión de las TIC (Tecnologías de la Información y las Comunicaciones) en la
educación surge el reto de conocer, entender e implementar el modo en que éstas
dan soporte a las actividades de enseñanza-aprendizaje.
En
este sentido, el NMC Inform Horizon (Posuelo, 2013) se diseñó como una fuente
de información creada para apoyar a los líderes de educación, administradores,
políticos y empresarios a comprender el impacto de las tecnologías emergentes
en materia de educación; ayuda a los educadores a implementar las nuevas
tecnologías en los modelos educativos y estima el tiempo en que su uso se hará
cotidiano. Particularmente, el informe 2013 de NMC en colaboración con EDUCAUSE Learning
Initiative (George, 2013), estima que entre las tecnologías que tendrán una
importante relevancia en la educación, la ciencia y la investigación creativa
en los próximos cinco años está la impresión 3D.
La
impresión 3D se refiere a las tecnologías que crean un objeto, modelo tangible
o prototipo desde un archivo digital 3D; se imprime una fina capa con gran
precisión, capa por capa a la vez desde la parte inferior hasta arriba,
expresando una gran cantidad de detalles, utilizando un proceso de inyección de
material utilizando entre otros insumos plástico, madera, resina, cerámica,
metal e incluso chocolate.
En
consecuencia, se hace necesario analizar los posibles valores educativos de la
impresora 3D. Según los expertos, es susceptible de que todo lo que pueda ser
creado a través de un software de 3D, puede existir en la vida real. Las
posibilidades con fines educativos son infinitas desde el diseño hasta la
producción, ofreciendo un abanico de propuestas didácticas variadas. Se puede
facilitar acceso a elementos de forma fácil y rápida, permitiendo a los
estudiantes manipular libremente replicas para complementar sus conocimientos y
estimular la imaginación. Algunas posibilidades podrían ser:
1. Salud:
Un estudiante
puede imprimir un corte transversal de un corazón para estudiar; o quizás
necesite varios para toda una clase. Las posibilidades que ofrece su trabajo en
el campo de la salud son suficientemente importantes e interesantes en el
diseño de órganos y tejidos humanos. Los tejidos humanos creados por ordenador e impresos en 3D son el
primer paso, pero el cuerpo humano es más complicado, las venas o los nervios
necesitan de un diseño más complejo y trabajado, pero es posible. “El futuro
del futuro es todavía más insondable, pero la imaginación ha resultado ser, en
muchas ocasiones, una manera de prever lo que está por llegar. Si es posible
crear tejidos humanos y órganos desde el ordenador para su aplicación en los
pacientes por parte de un equipo médico en una operación… ¿por qué no
imprimirlos directamente sobre el enfermo?” (Posuelo, George, 2013).
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| Imagen tomada de www.google.com |
2. Mecánica:
Se puede ver
desde dos ángulos: primero, la impresión 3D de piezas mecánicas, por ejemplo
las de un de automóviles o avión, pueden ser creadas por los estudiantes para
estudiar sobre ellas y el funcionamiento hoy y sus futuras posibilidades.
Segundo, la impresión 3D completa de artefacto mecánico, por ejemplo la
impresión 3D del vehículo se hace por piezas, aunque no todas están fabricadas
en plástico, el chasis y el motor se construirían de acero y después se
integrarán en el conjunto.
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3. Geografía:
La tecnología de
hoy nos puede permitir gráfico de las curvas de nivel de los distintos
paisajes. Al importar las imágenes y los contornos en el programa de CAD, clase
de geografía puede obtener un mapa del terreno detallado de cualquier área que
se está estudiando.
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4. Elaboración:
Después de
dibujos iniciales de la construcción de un estudiante está trabajando, se puede
crear una perfecta creación 3D de la misma. Este proceso se puede utilizar para
crear vehículos de todo tipo dentro de una clase de redacción y podría conducir
a formas más inventivos para mantener a los estudiantes en la tarea.
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| Imagen tomada de www.google.com |
5. Diseño Gráfico:
Cuando los
estudiantes crean obras de arte en 3D en el salón de clases, la impresora 3D
puede llevar el arte a la realidad. Cualquier diseño y la forma que se pueda
imaginar se pueden crear en la vida real. Modelos de criaturas, personajes de
videojuegos, efectos especiales y mucho más se puede hacer para aumentar el
valor de una presentación de diseño gráfico.
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| Imagen tomada de www.google.com |
6. Historia:
¿Te imaginas un
modelo preciso escala de algunos de los puntos más cruciales en batallas
históricas? Tal vez una representación 3D de los movimientos de las placas
tectónicas puede ayudar a un estudiante en recibir una buena calificación en su
informe de historia de la Tierra. Huesos de dinosaurio se pueden reducir de
tamaño para demostrar algunas de las características de estas criaturas y
detalles impresionantes.
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| Imagen tomada de www.google.com |
7. Arte:
Hay algunas
cosas en este mundo que nuestros estudiantes pueden aprender mucho de si
tuvieran acceso a ellos. Con un buen artista 3D en un programa de CAD, los
elementos podrían ser recreados para cualquier propósito.
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8. Construcción:
Los arquitectos
encontraron en la impresión 3D una forma de obtener maquetas en un tiempo
récord y además de forma modular. Así, si a un cliente le gusta un proyecto,
pero quiere cambiar una parte, se puede sustituir fácilmente dicha parte
volviéndola a imprimir. Y en unión con la ingeniería civil, estaría la construcción
mediante la impresión 3D, se puede usar esta tecnología para diseñar un
edificio de hormigón parte a parte.
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9. Moda:
La trascendencia
social cambiaría. El diseñador pone en la red su objeto proyectado y el usuario
lo fabrica, le hace algunos ajustes y personaliza. Objetos únicos o mil veces
repetidos por ti u otros. Por primera vez un objeto, funcionando, del diseñador
al usuario, mediante una fabricación accesible a la “gran masa”. Objetos
gratuitos en su diseño, si el diseñador los pone en copyleft; o de pago, con
precios de mercado online. Del diseñador en Colombia, al usuario en el resto
del mundo a un clic.
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| Imagen tomada de www.google.com |
En
suma, posibilidades de autofabricación de múltiples objetos de uso, en todas
las variantes del diseño: autodiseño, diseño único, o diseño público.
La
impresión 3D es la tecnología que permite crear piezas y objetos en tres
dimensiones, convirtiéndolo desde el modelado en una computadora en un objeto
real, esta tecnología también conocida como Prototipaje rápido, debido a que en
el proceso de impresión la impresora va añadiendo material capa a capa, se considera una
revolución debido que se pasará de tener impresoras láser y de inyección de
tintas tradicionales que sólo hacen marcas en el papel a tener impresoras 3D
que acumulan objetos sólidos en un gran número de capas muy delgadas, con lo
cual las personas serán capaces de crear su propios objetos como joyas, gafas
de sol, obras de arte, juguetes y partes de vehículos.
Las
impresoras 3D toma archivos de objetos, como por ejemplo archivos CAD, creados
en la computadora y los imprime en materiales que pueden ser, también, muy
económicos; plástico, escayola en inclusive se afirma que llegarán aleaciones
metálicas asequibles. Actualmente esta tecnología es usada en campos como la
arquitectura, ingeniería, odontología, medicina, entre otras. En áreas como el
arte es común ver personas creando sus diseños e imprimiendo en 3D tales
diseños, porque tienen la posibilidad de pedir a un tercero imprimir su diseño
y enviárselo o comprar su propia impresora. Por menos de 650 euros una persona
puede tener una Reprap 3D-printer, esta impresora usa una cabeza de impresión
que calienta un filamento de plástico a alrededor de 180 grados centígrados que
lo funde. Al mover la cabeza, se forman las capas de plástico que forma la
figura final (Reprap, 2011).
Desde
el año 2007 la unión europea ha invertido aproximadamente 50 millones de euros
destinados a proyectos de innovación e investigación, beneficiando al 3,3% de
la economía europea representada en las industrias creativas. Empresas pioneras
en el campo de la impresión 3D aseguran que sin esos apoyos recibidos no
habrían alcanzado avances relevantes en la materia. Materialise una empresa
internacional referente en fabricación aditiva adaptada a campos como la
medicina, ha utilizado la impresión 3d para ayudar a cirujanos a reconstruir
cuerpos de personas y fabricar piezas de ingeniería (Viki, 2013).
Sin
duda es una tecnología que proporciona un poder de creación inmenso y con el paso del tiempo se ha vuelto
progresivamente más accesible, debido a que ya se está desarrollando en muchos
países como es el caso de Japón donde se ha formado un interesante mercado de
juguetes que se adaptan a los deseos de los niños como: caras para colocarlas
en muñecas y en figuras de una sola pieza de poco tamaño; que a su vez sirve
como punto de partida para la impresión de rostros humanos utilizando piel
generada a partir de células madres, destinada a la reconstrucción facial en
personas que han sido víctimas de accidentes o cáncer en la piel.
En el
área de la salud, investigaciones realizadas en la universidad de Princeton en
Nueva Jersey Estados Unidos han arrojado resultados sorprendentes, como es el
caso de un oído biónico impreso en 3d, el cual permite captar frecuencias
imperceptibles para el oído humano (Sullivan, 2013); igualmente en Chile se han
logrado imprimir partes del cuerpo humano de tamaño real acorde a las necesita
del paciente, hechas de material compatible con el tejido orgánico; la técnica
incluso está llegando al campo de la alimentación. Investigadores de la
Universidad de Exeter (Inglaterra) fueron los primeros en crear un aparato
capaz de imprimir chocolate. La agencia espacial estadounidense NASA ya ha
mostrado interés en el área y anunció que creará un dispositivo similar que
imprima carbohidratos y proteínas en polvo (Nasa, 2013).
Nombrándola
“Liberator”, un joven estadounidense
defensor del libre porte y uso de armas, desarrollo una pistola plástica que
tiene 17 piezas, de las cuales 16 fueron creadas en una impresora 3D. Dispara
solo un tiro, usando una bala convencional de calibre 9 mm. Su creador,
distribuyó los planos de manera gratuita a través de Internet en mayo y hoy ya
se consiguen versiones mejoradas del arma, lo que obligó al gobierno de Estados
Unidos a intentar frenar la distribución de estos planos digitales (Vega,
2013).
Aunque
la tecnología de impresión 3D nació en el Instituto de Tecnología de
Massachusetts (MIT), algunos de los proyectos más sobresalientes en impresión
3D provienen de la Universidad de Stellenbosch, en Sudáfrica. El profesor de
Ingeniería Industrial de esta universidad Dimitri Dimitrov, jefe del
laboratorio de la Universidad para el Desarrollo Rápido de Producto (LRPD),
está dirigiendo proyectos investigativos que permitan evaluar el valor de la impresión 3D en sectores como la fabricación, el prototipado, la arquitectura, la
medicina y la educación . Fruto de estas investigaciones se ha publicado una
detallada matriz de diferentes combinaciones de materiales para impresión y sus
efectos en la precisión, rugosidad de la superficie, volumen de producción y
tiempo necesario para cada combinación. La Universidad compró su primera
impresora 3D en el año 2000, y en el año 2004 adquirió la DESIGNmate Mx. Actualmente sus
docentes y estudiantes han completado más de 800 proyectos diferentes en
distintos departamentos y disciplinas, como es el caso del modelo físico de la
Torre Durban Millennium, monumento insignia de Sudáfrica; y modelos de
productos en general como teléfonos celulares, controles remotos, cámaras
acuáticas, modelos de complejos perfumes, o innovadores conectores eléctricos
(Stellenbosch University, 2012).
Otros
proyectos e investigaciones relevantes a nivel internacional, fueron las
realizadas por los científicos de la Universidad de Harvard e Illinois, los
cuales lograron imprimir microbaterías del tamaño de un grano de arena capaces
de alimentar pequeños dispositivos electrónicos, con resultados similares a los
de las pilas de iones de litio comerciales. Esto es un avance clave porque en
los últimos años se han desarrollado microdispositivos de uso médico como marcapasos,
sensores y cámaras que necesitarían dichas baterías (Fereber, 2013).
La
universidad de Harvard claramente quiere aprovechar todas las bondades que
ofrece la impresión 3D, por cual, previo a los logros obtenidos con la
elaboración de microbaterías, su Semitic Museum inicio el proceso de
reconstruir un león de cerámica que se utilizaba en la ciudad de Nuzi en la adoración de
Ishtar, el cual se estrelló hace unos 3.000 años, cuando los asirios atacaron
una antigua ciudad, de la actual Irak. De esta estatua, de dos metros de largo,
solo quedaron las patas delanteras, un trozo de la grupa y la espalda. Para
llevar a cabo esta complicada impresión, los expertos Joseph Greene y Adam
Aja, realizaron escaneando en 3D de alta
calidad, a un león similar, que está en la Universidad de Pennsylvania, luego crearon las piezas que
faltaban con las estructuras de apoyo impresas en 3D y espuma de alta densidad.
Se pronostica su exhibición en el museo para el año 2014 (Letteney, 2012).
Las
aplicaciones y ventajas de la impresión 3D son innumerables, siendo las
relacionadas con el Marketing, la medicina y la educación las de más proyectos
e investigaciones realizadas y en curso. Por esta razón empresas como Staples,
la mayor vendedora de productos de oficina del mundo, ha anunciado su intención
de vender impresoras 3D en Estados Unidos, convirtiéndose en la primera empresa
de este país que apuesta por la impresión 3D a gran escala. La impresora
costará 1.300 dólares cuando llegue a los establecimientos durante el mes de junio
(Bilton, 2013). Por otra parte, en Argentina, la empresa pionera en esta
tecnología es Kikai Labs, compañía que en noviembre de 2012 fue galardonada con
el premio Innovación en el BAIT 2012. Para Marcelo Ruiz Camauër, CEO de Kikai
Labs, la impresión 3D en el sector educativo, sobre todo a nivel universitario
o superior, es de gran importancia. Por dicha razón, la firma inicio un proceso
de fabricación de sus impresoras 3D, las cuales están disponibles desde
mediados del mes de marzo, a un precio de $7.550 + IVA (Kikai Labs, 2013).
En
Colombia el tema de las impresiones 3D ya se conoce, pero no la profundidad que
en otros lugares del mundo, por lo tanto desconocen el potencial que esta
tecnología tendría a largo plazo. En el país no se reportan aplicaciones de
esta tecnología en la literatura científica. Las impresiones 3D se limita a
unos pocos organizaciones que están
utilizando estos procesos como modelo de negocio, pero se excluyen otros
sectores que con la ayuda de esta
tecnología lograría grandes avances, como los es el sector educativo.
En la
universidad EAFIT de Medellín, los docentes Juan Felipe Isaza y Mauricio
Naranjo realizaron estudios en el campo de la medicina logrando describir cómo
utilizar esta tecnología en los problemas craneoencefálicos, al lograr
construir modelos en 3D, toda esta investigación fue plasmada en el artículo
Prototipaje Rápido de Estructuras Craneofaciales. Además lograron construir
prótesis dentales a través de esta tecnología (ISAZA & NARANJO,
2008).
En la
universidad Konrad Lorenz (2013) lograron adquirir una impresora 3D con el
propósito de que los estudiantes amplíen su oportunidad para el aprendizaje, la
impresora del laboratorio de
la universidad Konrad Lorenz es una 3D
Systems Cubify, de tecnología PJP (Plastic Jet Printing) fabricada por la firma
Ategroup, que permite modelar objetos hasta de 140 x 140 x 140 mm., en plástico
ABS o PLA, materiales sólidos que aunque son termofundibles, tienen una alta
resistencia ante la tensión y compresión y cuyos cartuchos de tinta plástica
pueden adquirirse en una gran variedad de colores(Konrad Lorenz). Esta
impresora ha permitido pruebas de ergonomía, rediseño, optimización de
productos y testeo con usuarios, permitiendo que los estudiantes de programas
como ingeniería industrial tengan una mejor experiencia en su academia, al
poder convertir sus diseños tridimensionales en objetos reales.
Durante los últimos años en Colombia se
han ido incorporando a la educación nuevas estrategias de enseñanzas como el
uso de tecnologías de la información para ayudar el aprendizajes de
estudiantes, esto nos manifiesta que la educación debe ir de la mano con los
avances tecnológicos y lo anterior nos muestra que con la implementación de
impresoras 3D en el ámbito educativo,
daría un vuelco total a la forma tradicional de enseñanza.
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