La impresión de alimentos en 3D

Davide Sher - Xavier Tutó Review of 3D food printing
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La impresión de alimentos
en 3D
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Cultura
Impresión de alimentos
Decodificación
Desperdicio
Tecnología
Diseño
En este artículo veremos hasta qué punto aquella imagen de
ciencia ficción de la serie Star Trek de la replicadora de comida
que hay a bordo de las naves de la Federación —que materializa
cosas como sopa de tomate, té o café (además de comida
alienígena) de la nada, como por arte de magia— podría llegar
a convertirse en una máquina real en un futuro no muy lejano.
Por un lado, la revolución industrial de la impresión 3D, que está
cambiando en estos momentos la forma en la que se diseñan,
desarrollan, producen, comercializan y consumen los productos,
ha llegado también al mundo de la cocina.
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Davide Sher
Xavier Tutó
“Modern Meadow aplica los
últimos avances en ingeniería
de tejidos al desarrollo de
biomateriales nuevos para
dar respuesta a algunos de
los desafíos globales más
apremiantes”
Davide Sher es periodista freelance desde 2005.
Empezó su carrera en 2002 como editor de TIM,
ha trabajado como colaborador de muchos periódicos
y revistas, sobre temas de ciencia y tecnología.
Articulista de 3dprintingindustry.com
y cofundador del sitio 3Discover.it.
Xavier Tutó es diseñador multidisciplinar, en 2004
Tutó cofundó KXdesigners Studio con Katia R.
Glossmann. En 2009, junto con Jordi Bayer, creó
Growthobjects, un grupo que desarrolla soluciones de
diseño e ingeniería a través de la fabricación aditiva.
Introducción
Cuando la tripulación de la nave de ciencia ficción
Enterprise tuvo acceso a una replicadora, una máquina capaz de ensamblar átomos de materia para
replicar cualquier objeto que pudiera existir en el
universo, por alguna misteriosa razón la utilizaron
básicamente para hacerse el té o preparar bebidas
alienígenas. Así pues, desde su concepción inicial en
Star Trek, quedó patente que, si la humanidad tenía
alguna vez acceso a una máquina que pudiera crear
cualquier cosa, la utilizará sobre todo para hacer comida. Como las impresoras 3D se pueden considerar
descendientes directas de la replicadora de Star Trek,
parece simple y «vulcanamente» lógico que las impresoras 3D de alimentos hayan adquirido especial
protagonismo.
1 Diagrama esquemático de la fabricación por adición de capas.
Growthobjects.
Las impresoras 3D son máquinas robóticas que
crean objetos mediante un proceso también llamado «fabricación por adición». Esto significa que, en
lugar de definir la forma de un objeto eliminando
la materia prima sobrante, estas máquinas solo utilizan la materia necesaria en forma de líquido, polvo o filamentos que luego funden o solidifican para
crear la forma final. Este proceso es muy prometedor
para la fabricación, porque modifica drásticamente la
dinámica de la cadena de suministro, al eliminar la
necesidad de economías de escala y reducir potencialmente el tiempo, el coste, el consumo de energía y
los requisitos de transporte. Con la impresión 3D, una
máquina puede generar los objetos más complejos siguiendo las instrucciones de un modelo digital 3D diseñado con CAD. Como la replicadora, las impresoras
3D dan forma a la materia para hacer objetos.
Existen muchas variantes y tecnologías diferentes
de impresión 3D. Entre las que se inventaron primero se hallan la estereolitografía, en la que se crean
objetos gracias a la solidificación de resina líquida
fotoactiva, y la inyección de aglutinante, en la que
distintos materiales en polvo se van adhiriendo de
capa en capa. Actualmente, el proceso más común
y asequible se llama «modelado por deposición fun-
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dida» (FDM) o «fabricación por filamento fundido»
(FFF), que consiste en calentar un material polimérico termoplástico y extruirlo a través de una boquilla para poder «dibujar» las capas 3D que forman el
objeto. Un proceso alternativo derivado del FDM
emplea una jeringa para extruir materiales pastosos,
que no necesitan ser calentados y que son lo suficientemente densos como para formar capas y estructuras 3D al ser depositados. Tanto esta variante del
FDM como la tecnología de inyección de aglutinante
ya se utilizan para la impresión 3D de alimentos.
Como ocurre en otros campos, a la impresión 3D
de alimentos le precedió la impresión 2D. En 2005
Homaru Cantu, chef del Moto Restaurant de Chicago,1 salió en todas las portadas por ser el primero en recurrir a la impresión 2D convencional para
El siguiente paso hacia la tercera dimensión (la
de la altura, o el eje Z) lo dieron Windell Oskay y Lenore Edman, de Evil Mad Scientist Laboratories, con
su CandyFab Project. En el año 2007 presentaron la
CandyFab 4000, una impresora 3D construida por
ellos mismos basada en una versión modificada de
otro proceso de impresión 3D muy utilizado actualmente a nivel industrial, la sinterización por láser
(o por calor). En la sinterización por láser, los materiales en polvo (polímeros, pero también metales)
se unen tras haber sido parcialmente fundidos por
un rayo láser, en tanto que en la sinterización por
calor se utiliza radiación infrarroja o una superficie
calentada. El modelo de CandyFab de sinterización
por láser, al que le siguieron los modelos 5000 y 6000
en 2008 y 2009, respectivamente, se denominaba
1 Rollo de sushi y menú comestible hechos con una impresora
2D de chorro de tinta. Chef Homaro Cantu, Moto Restaurant.
estampar imágenes sobre piezas de sushi enrolladas con papel comestible hecho con soja y harina
de maíz. Moto utilizó tintas orgánicas preparadas
por él mismo con alimentos para reproducir coloridos dibujos y fotos, y recurrió a una técnica muy
parecida a otros procesos de impresión 3D a color
y multimateriales, también llamados «procesos de
chorro de tinta».
1
3 Crawford, S. «How 3-D Printing Works» [en línea].
HowStuffWorks.com, 2011. [Consulta: 8 enero 2015].
Disponible en: http://computer.howstuffworks.com/3-dprinting.htm
Bernstein, D. When the Sous-Chef Is an Inkjet [en línea].
Nueva York: The New York Times, 2005. [Consulta:
8 enero 2015] Disponible en: http://www.nytimes.
com/2005/02/03/technology/circuits/03chef.html
2 Lipson, H.; Kurman, M. «Digital Cuisine». En: Fabricated.
The New World of 3D Printing. Indianápolis: Wiley, 2013,
p. 129-133.
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SHASAM, un acrónimo para «sinterización selectiva
por aire caliente y fundición». Utilizaba una fuente
de calor dirigida que se desplazaba sobre un lecho de
azúcar y fusionaba sus partículas para crear grandes
esculturas de azúcar tridimensionales.
Entre los proyectos más futuristas, todavía hoy
considerados avanzados, se hallaban los de Marcelo Coelho y Jamie Zigelbaum cuando en el año 2010
presentaron los prototipos y diseños conceptuales
para el Proyecto Cornucopia, una solución gastronómica completamente digital. El proyecto consistía en una familia de cuatro prototipos de impresora de alimentos: la Digital Chocolatier, la Digital
Fabricator, la Robotic Chef i la Virtuoso Mixer2, que
iban desde la máquina capaz de montar distintos ingredientes para hacer repostería de chocolate, hasta
una auténtica impresora 3D de multialimentos (la
Digital Fabricator) y un sistema robótico de varios
brazos, diseñado para transformar los alimentos física y químicamente mediante diversas herramientas.
Los primeros desarrollos en tecnologías industriales de impresión 3D, la inyección de aglutinante y la
estereolitografía, se produjeron en el Massachusetts
Institute of Technology (MIT) y en 3D Systems, que
en 1987 se convirtió en la primera empresa en fabricar
una impresora 3D que se comercializó. En los años noventa, el MIT desarrolló un procedimiento que patentó y registró como marca con el nombre 3D Printing,
que posteriormente se abreviaría a 3DP. En febrero de
2011, el MIT había concedido licencias a seis empresas
para usar y promocionar el proceso 3DP en sus productos. La más famosa es Zcorporation o Zcorp, que
fue adquirida por su competidor 3D Systems en 2011.3
Su tecnología 3DP, ahora también conocida como
«impresión de chorro» o «impresión de chorro de color» (CJP) sigue estando entre las más utilizadas hoy
día para objetos de colores sin funcionalidad.
1 Proceso de fabricación con una máquina experimental en la
que la materia prima es azúcar. CandyFab 4000, de Evil Mad
Scientist Laboratories.
4 Wolf, L. K., «Personal Manufacturing» [en línea]. Chemical
& Engineering News. American Chemical Society, 2011.
[Consulta: 8 enero 2015] Disponible en: http://cen.acs.
org/articles/89/i46/Personal-Manufacturing.html
1 Modelo 2 de la impresora 3D Fab@Home y componentes
impresos. Hod Lipson.
Muchos de los avances en tecnología de impresión 3D se siguen dando en las universidades antes
de convertirse en proyectos comerciales o empresas.
El caso de la impresión 3D no es distinto, porque
es un sector de gran importancia que se presta por
igual a estudios hechos desde la comunidad académica como desde el mundo empresarial.
En 2007 Hod Lipson y Evan Malone, del laboratorio de síntesis computacional de Cornell University, adaptaron la impresora por extrusión de código abierto Fab@Home 4 para trabajar con alimentos.
Para este proyecto colaboraron con el French Culinary Institute de Manhattan para imprimir chocolate, queso, galletas, puré de pavo y pasta de apio,
e incluso minúsculas naves espaciales hechas con
vieiras rebozadas. En el caso de las vieiras, el equipo
llegó incluso a mezclar el marisco con transglutaminasa (también llamada «el pegamento de la carne»),
de tal forma que la mezcla se volvía a solidificar
después de haber sido extruida. Para el apio, añadían agar-agar y creaban un gel de apio. La moda
de imprimir alimentos se está extendiendo también
a otros campos de investigación, y el chocolate está
siendo una de las áreas donde más se experimenta.
Tres años después, en 2010, los científicos de la
University of Exeter construyeron su propia impresora 3D con una extrusora calentada para imprimir
chocolate gourmet. Desarrollaron un nuevo método
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estructura, aroma y sabor queda reflejada en su aspecto cambiante, y son los usuarios los que deciden
cuándo quieren «cosechar» y disfrutar de estos productos comestibles frescos y nutritivos en función
de la intensidad de sabor que prefieran.
1 Proyecto Edible Growth. Chloé Rutzerfeld.
de fabricación llamado «fabricación de chocolate por
adición de capas» (ChocALM).5 El estudio, dirigido
por el Dr. Liang Hao, exploraba las propiedades de
material y el comportamiento del chocolate comercial. Los experimentos por deposición se realizaron,
utilizando el sistema recién desarrollado ChocALM,
para ilustrar los efectos de los parámetros de deposición en la dimensión y la precisión geométrica del
chocolate depositado. Los resultados revelaron que
algunos parámetros del proceso, como la velocidad
de extrusión, la velocidad de la boquilla y la altura
de la boquilla, son críticos para que la deposición
del chocolate se haga bien, de forma que la optimización de estos parámetros permite al sistema ChocALM crear chocolates tridimensionales con la calidad oportuna. La consecuencia comercial de este
estudio fue la fundación de la empresa ChocEdge
por parte del Dr. Hao para fabricar y distribuir la
Choc Creator, la primera impresora 3D comercial
para hacer chocolate lanzada al mercado, a un precio de unas 3.000 libras. Tras el éxito inicial, desde
el punto de vista tanto comercial como de difusión
en los medios de comunicación, ChocEdge lanzó en
2014 el modelo 2.0 de su impresora 3D.
La universidad holandesa TNO ha tenido un
papel importante en los proyectos de investigación
5 Hao, L.; Mellor, S.; Seaman, O.; Henderson, J.; Sewell,
N.; y Sloan, M. «Material characterisation and process
development for chocolate additive layer manufacturing».
En: Virtual and Physical Prototyping, 1745-2767, vol.5,
núm. 2 (2010), p. 57-64. http://www.tandfonline.com/doi/
abs/10.1080/17452751003753212#.VK0nICuG98E
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sobre la tecnología y la impresión 3D desde 2006,
cuando su centro de investigación empezó a desarrollar varias tecnologías de procesamiento de alimentos, incluida una impresora de alimentos. Barilla, una de las primeras marcas de pasta del mundo,
respaldó aquella investigación, y en 2013 anunció
que llevaba dos años trabajando con la TNO Eindhoven en un prototipo de la impresora de pasta
perfecta, destinada a restaurante pero también a
hogares particulares para crear formas de pasta personalizadas. 6 Más adelante, el concurso PrintEat
sirvió para ilustrar las posibilidades de la impresora, cuando Barilla invitó a diseñadores de todo el
mundo a crear un diseño de pasta innovador, como
una esfera lunar hueca o una intrincada forma de
flor que se abre durante la cocción.
La TNO también ha colaborado con la diseñadora industrial Chloé Rutzerfeld en el desarrollo del
proyecto Edible Growth,7 basado en una impresora
3D de alimentos que tiene la capacidad de producir
miniaperitivos impresos en 3D hechos con ingredientes nutritivos, como brotes y hongos. En el proceso se imprimen varias capas de semillas, esporas y
levadura, y a los cuatro días las plantas y los hongos
maduran y la levadura hace fermentar el contenido,
que pasa de sólido a líquido. Esta intensificación de
6 Ehrenkranz, M. «3D Printing Food May Come To
Restaurants Soon If Pasta Leader Barilla Has Its Way»
[en línea]. iDigitalTimes.com. [Consulta: 8 enero 2015].
Disponible en: http://www.idigitaltimes.com/3d-printingfood-may-come-restaurants-soon-if-pasta-leader-barillahas-its-way-368075
7 Alec. «The Edible Growth Project: a study into
sustainable, healthy 3D printed food» [en línea]. 3ders.
org, 2014. [Consulta: 8 enero 2015]. Disponible en: http://
www.3ders.org/articles/20141006-the-edible-growthproject-a-study-into-sustainable-healthy-3d-printedfood.html
Impresión de alimentos
Aún no existe una definición clara de qué es una
impresora 3D de alimentos: ¿Simplemente una máquina de cocinar con más capacidades? ¿Una herramienta para crear nuevas combinaciones de alimentos? ¿O algo con lo que algún día podremos crear
alimentos que no existen? En términos generales,
una impresora de alimentos es una máquina que
puede convertir recetas digitales en bocados comestibles y probablemente sabrosos. La gran mayoría de
las impresoras de alimentos 3D que se comercializan aplican la variante FDM con un sistema de extrusión de pasta a través de una jeringa, que funciona en cierto modo como una impresora de chorro de
tinta muy simplificada con una sola boquilla grande
que vierte un material pastoso denso en lugar de
muchas boquillas minúsculas que vierten gotas de
tinta líquida medidas en picolitros. El material pastoso se puede ir acumulando por capas hasta formar
las estructuras de comida tridimensionales. Como
ocurre con las impresoras 3D de cerámica, los alimentos se tienen que «sinterizar» o «cocinar» en un
proceso posterior aparte, que puede tener lugar o no
dentro de la propia impresora 3D.
Inspirado por los experimentos de la University
of Exeter con impresión 3D de chocolate, en 2012
Richard Horne presentó su Extrusora de Pasta Universal (UPE) en el popular sitio web Richrap.com.
Su intención era permitir a cualquier impresora 3D
de código abierto que experimentara con distintas
pastas, incluyendo alimentos y materiales cerámicos. La UPE es accionada por engranajes y utiliza
una correa de transmisión para ejercer presión sobre
la jeringa convencional de 10 ml. De esta forma se
mantiene una altura mínima con vistas a permitir
la altura de construcción máxima.
Structur3d 3D printing, una empresa con sede
en Ontario, ha fabricado su propia extrusora de
pasta por impresión 3D Discov3ry, disponible por
encargo, y anuncia que se puede utilizar para imprimir en 3D con cualquier material pastoso, desde la pasta de chocolate Nutella hasta el silicio y
la masilla para sellar. El sistema ha sido diseñado
para trabajar con prácticamente cualquier impresora 3D que utiliza el método FDM, y sustituye a la
extrusora de plástico fundido. Su funcionamiento
consiste en forzar el paso de material por jeringas
reutilizables (asequibles y fáciles de encontrar en el
mercado), a través de un tubo de alimentación, y
por último por una punta extrusora montada en el
carro de cabezales de la impresora.
Unos años antes se creó otra extrusora de pasta,
la Plastruder. De entre sus muchos modelos existentes, MakerBot la implementó y ofreció en 2010 en su
versión MK5, que incorporaba un hot-end de acero
inoxidable y mecanizado de precisión para un buen
encaje que impidiera fugas de material. La versión
UNFOLD de la Plastruder fue la empleada en 2012
por el diseñador Ralf Holleis para la impresión en
3D de galletas navideñas basadas en diseños CAD
originales. Una vez extruídas sobre papel encerado,
bastaba con trasladar las galletas al horno para la
«postproducción».
A estas soluciones de bricolaje les siguieron algunas impresoras 3D más nuevas como la Zmorph,
5 Galletas navideñas impresas en 3D. Ralf Holleis – Unfold.
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la FABtotum y la byFlow, que han introducido cabezales de impresión fácilmente intercambiables que
permiten la adaptación rápida de la misma impresora 3D para utilizarla con termoplásticos como el
ABS, el PLA o el nailon, o con materiales pastosos
como el chocolate y otros productos comestibles.
Los fabricantes de estas impresoras 3D suelen poner
a disposición de todo el mundo los datos técnicos
de sus máquinas, para que la comunidad de usuarios pueda desarrollar y utilizar extrusoras que se
ajustan a sus necesidades concretas, incluyendo las
de utilizar la máquina para crear productos comestibles. Otros proyectos comerciales se centran sobre
todo en el tema de la impresión de alimentos. Es el
caso de la máquina ya mencionada Choc Creator de
Choc Edge 8 y de la impresora 3D Imagine de Essential Dynamics, construida para imprimir con materiales de base pastosa como la silicona, las resinas
epoxi, materiales orgánicos, el queso y el chocolate.
Aunque es sin duda la más común, la fabricación
basada en la extrusión no es el único proceso utilizado en la impresión 3D de alimentos. Además de los
experimentos de sinterización y de inyección de aglutinante, Laser Cooking9 es una novedosa tecnología
de cocina que emplea un cortador láser como dispositivo de calor seco. En general, la cocina de calor seco
calienta toda la superficie de un ingrediente, en tanto
que un cortador láser calienta un fragmento reducido
de la superficie en muy poco tiempo.
Por otra parte, se puede recurrir a otra tecnología
de fabricación digital «sustractiva», como la fresadora
CNC utilizada en el Icepop Generator, una máquina
conceptual creada por la firma holandesa Melt Icepop. La máquina, que se utiliza dentro de un congelador, actúa como un escultor mecánico sobre hielo,
con un taladro que se desplaza en los tres ejes. De esta
forma se esculpe un diseño en un bloque de hielo, utilizando un cuarto eje para hacer girar el bloque a fin
de crear figuras más complejas.
8 «3D Printer that Prints in Chocolate Now Available!»
[en línea]. 3Dprintplan.com, 2012. [Consulta: 8 enero
2015]. Disponible en: http://www.3dprintplan.
com/2012/01/26/3d-printer-that-prints-in-chocolatenow-available/
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1 Los alimentos son el siguiente gran desafío de la impresión 3D.
Janne Kyttanen.
El ejército estadounidense está especialmente interesado en las posibles aplicaciones de la impresión
3D de alimentos en el campo de batalla. Como explican en su sitio web, la tecnóloga alimentaria Lauren
Oleksyk, como jefa de un equipo de investigación del
departamento de alimentación en combate (Combat
Feeding Directorate, CFD), está investigando las aplicaciones de la impresión 3D en el desarrollo y procesamiento de comidas. Una aplicación posible es una
aglomeración ultrasónica que une a las partículas
disparando ondas ultrasónicas sobre ellas. Este planteamiento aporta más flexibilidad a la hora de imprimir una mayor variedad de platos, porque añade
opciones complementarias al menú de los soldados.
Materiales comestibles
En 2013 Janne Kyttanen, que hace ya una década fue
uno de los primeros que supo ver aplicaciones de
consumo a la impresión 3D, produjo prototipos de
plástico impresos en 3D de pasta, cereales e incluso
hamburguesas para demostrar que las tecnologías
de impresión en 3D pueden transformar la forma en
la que comemos. Kyttanen está convencido de que,
en cuanto seamos capaces de ensamblar con facilidad los elementos que componen nuestra comida,
podremos aprovechar el potencial de las impresoras
3D para elaborar alimentos con las formas personalizadas más sorprendentes imaginables. El diseñador se atreve incluso a predecir que el futuro de la
9 Fukuchi, K; Kazuhiro, J.; Tomiyama, A.; Takao, S. «Laser
Cooking: A novel culinary technique for dry heating using a
laser cutter and vision technology», en CEA'12. Proceedings
of the ACM Multimedia 2012 Workshop on Multimedia for
Cooking and Eating Activities. Nueva York: ACM, 2012,
p. 55-58.
impresión 3D de alimentos es realmente la replicadora de Star Trek, con una máquina que ensamblará
moléculas en combinaciones que se traducirán en
comidas nutritivas y sabrosas.
Pero antes de dar el paso a las moléculas, la pasta
ya ha brindado a los investigadores muchas posibilidades de investigación. Es el caso del concurso antes
mencionado de Barilla, PrintEat, o de la impresora 3D para pasta de la TNO, y también de una fase
posterior de desarrollo del proyecto Fab@home de
la Cornell University. En esta ocasión, el equipo de
Hod Lipton utilizó la impresora 3D para dar distintas formas artísticas a unos fideos ramen.10
Hablando de pasta, una de las más comunes,
aunque bajo el nombre de «masa», es la utilizada
para hacer pizzas. La propia pizza es un producto
elaborado por adición: la primera capa es la pasta
(o masa); la segunda, la salsa de tomate; la tercera,
la mozzarella; y las siguientes, los distintos rellenos.
La impresora F3D, construida por cuatro alumnos
de ingeniería mecánica del Imperial College of London, puede fabricar y cocinar una pizza margarita en
unos 20 minutos. Mediante tres jeringas distintas,
la impresora extruye la masa de harina, el puré de
tomate y el queso en crema. (¡Mejor no comentarlo
cerca de Nápoles, porque nos dirán que no es pizza!)
La agencia estadounidense del espacio NASA
sabe que la impresión 3D es la clave para las misiones especiales de larga duración, ya que permitiría a
los astronautas llevar la cantidad justa de materias
primas y de dibujos CAD necesarios para crear las
piezas de repuesto que podrían necesitar (en lugar de
llevar consigo todas las piezas reales que se pueden
romper). Por la misma razón la Estación Espacial Internacional adquirió recientemente una impresora
3D, que en el futuro podría utilizarse para preparar
comidas —y herramientas— para los astronautas.
La NASA concedió a Systems and Materials Re-
10 Jacobs, A. Dinner is printed [online]. The New York Times,
2013. [Reference: January 8, 2015] Available on: http://www.
nytimes.com/2013/09/22/opinion/sunday/dinner-is-printed.
html?pagewanted=all
search Consultancy de Austin, Texas, un contrato de
125.000 dólares para desarrollar un sistema de alimentos impresos en 3D para misiones espaciales de
larga duración. Uno de los objetivos del programa
de Tecnología Alimentaria Avanzada de la NASA es
desarrollar métodos para que los alimentos cumplan
requisitos de seguridad, aceptabilidad, variedad y
estabilidad nutricional para las misiones de exploración largas, utilizando la mínima cantidad de recursos de la nave y de tiempo de la tripulación.11
En la impresión 3D de alimentos, el chocolate y
los dulces siguen constituyendo un objetivo ideal, y
el más cercano. Como el chocolate se puede extruir
a través de un sistema de jeringa calentada, ya se están estudiando nuevos desarrollos tecnológicos que
recurren al láser para fundir chocolate en polvo impreso en 3D y formar geometrías tridimensionales,
como han hecho cuatro alumnos de ingeniería mecatrónica de la University of Waterloo con su proyecto 3D Chocolateering. De forma muy parecida al
proyecto CandyFab antes comentado, su máquina
consiste en un sistema de sinterización que utiliza
el láser para fundir selectivamente el chocolate en
polvo. Como la sinterización por láser no requiere la
presencia de estructuras de apoyo, este método permitía generar figuras de gran complejidad geométrica. Para los alumnos sirvió también de ejercicio para
crear un sistema de sinterización de bajo coste, teniendo en cuenta que las máquinas de sinterización
por láser actuales cuestan más de 200.000 euros.
Crear los dulces impresos en 3D es una parte
esencial del proceso, pero, como también ocurre en
la impresión 3D industrial y de consumo, la fase de
acabado es tan importante como la proverbial guinda del pastel. Durante la Semana del Diseño de Viena 2014, el estudio de diseño vienés mischer’traxler
presentó una decoradora automática de tartas. El
proyecto, al que llaman «Till You Stop» («Hasta que
digas basta»), tiene como objetivo subyacente la exploración de un nuevo método de fabricación personalizada de comida, en la que la decisión del consumidor de decir «basta» defina el resultado del diseño.
11 «3D Printing: Food in Space» [en línea]. NASA.gov, 2013.
[Consulta: 8 enero 2015]. Disponible en: http://www.nasa.
gov/directorates/spacetech/home/feature_3d_food.html#.
VK55fiuG98E
111
Davide Sher - Xavier Tutó La impresión de alimentos en 3D
31 ELISAVA Temes de Disseny
1 Food Form 3D, de Robots in Gastronomy.
Robots in Gastronomy.
1 Impresora 3D Foodini: cómo funciona. Natural Machines.
1 Foodini, de Natural Machines. Natural Machines.
1 Impresión de hamburguesa vegetariana con Foodini.
Natural Machines.
112
Gastronomía digital
(Impresoras de alimentos)
Si bien es cierto que todos los proyectos mencionados
hasta aquí son ambiciosos y tienen un potencial increíble a largo plazo, es muy probable que 2015 pase
a la historia como el año en el que saldrán a la venta
las primeras impresoras 3D de alimentos verdaderamente comercializadas. Tres sistemas diferentes se
disputarán el cetro de la impresora 3D de alimentos
mejor preparada para la cocina: dos de ellos saldrán
de la fábrica de 3D Systems y recurren al azúcar y el
chocolate como principales materiales de impresión;
el tercero se llama Foodini, una impresora 3D multialimentos diseñada y construida por una start-up
de Barcelona, Natural Machines. Otros ya siguen
sus pasos.
Anunciada a principio de 2014, la Chefjet es el
fruto de un proyecto realizado por el estudio de diseño The Sugar Lab, con sede en Los Ángeles. Este
estudio formado por dos personas desarrolló una
máquina que utilizaba una tecnología muy parecida a la de Zcorp, con la diferencia de que empleaban
agua en lugar de cola como aglutinante del azúcar en
polvo. A la propietaria de la patente, 3D Systems, le
convino más comprar el estudio que demandarlos, y
la Chefjet es el resultado de esta alianza. La anuncian
como la primera de una clase totalmente nueva de
impresoras 3D de comida listas para la cocina. Los
dos primeros modelos de la serie son la impresora
3D Chefjet, monocroma y para cocinas domésticas,
y la impresora 3D Chefjet Pro, de formato más grande y a color. Destinada a los panaderos, pasteleros,
bármanes y restauradores profesionales, estas impresoras permiten la creación de formas comestibles, y
saldrán a la venta junto con materiales imprimibles
de Chefjet para hacer diversas recetas (azúcar, dulces
de distintos sabores y chocolate con leche).
Por su parte, la Cocojet es el resultado de la
asociación de 3D Systems con Hershey, una de las
primeras empresas del mundo en fabricación de
chocolate y golosinas. La Cocojet es una máquina
estándar basada en la versión de 3D Systems de la
tecnología FDM, a la que la empresa llama «impresión por chorro de plástico» (PJP por sus siglas en
inglés). De hecho, la Cocojet es una versión modi-
1 Dulce hecho en colores con azúcar impreso en 3D con la
Chefjet Pro. 3D Systems.
ficada de la impresora 3D Cube Pro para filamento
plástico, de 3D Systems.
Finalmente, la impresora 3D Foodini es quizás
la más revolucionaria y prometedora de todas las impresoras 3D comerciales. Utiliza un sistema de jeringa para extruir diversos materiales pastosos (desde
masa de harina hasta carne picada), y la razón de que
sea revolucionaria es el planteamiento de la empresa
que la fabrica. La idea subyacente es que, mezclando
ingredientes básicos sanos, la Foodini podrá preparar
robóticamente platos cocinados en casa también sanos, para gente tan ocupada que no le queda tiempo
para cocinar. Desarrollada en colaboración con ELISAVA, Escuela Superior de Diseño e Ingeniería de
Barcelona, la impresora de Natural Machines puede
utilizar seis cápsulas de distintos materiales, lo que
permite la elaboración de platos mucho más complejos. También lleva un calentador incorporado para
mantener la comida caliente durante el proceso de
impresión. El precio previsto de venta al público será
de aproximadamente 1.000 dólares.
Robots in Gastronomy (RIB), también con sede
en Barcelona, es un hub internacional de experimentación culinaria. Su grupo de investigación y diseño se centra en la intersección entre la tecnología
y la gastronomía. El equipo, dirigido por Luis Fraguada, cuenta con cocineros con estrellas Michelin,
diseñadores industriales, diseñadores de interacción
y distribuidores de equipos de cocina de alta gama.
La investigación del grupo ha culminado en la crea-
113
Davide Sher - Xavier Tutó La impresión de alimentos en 3D
31 ELISAVA Temes de Disseny
ción de Food Form 3D, un robot de deposición controlado numéricamente por ordenador que puede
trabajar materiales comestibles para impresión 3D.
El objetivo del grupo no es tanto industrializar la
cocina como suministrar herramientas para la invención y la innovación.
Junto con 3D Systems, otra empresa que tiene
muy claro lo de conquistar a los consumidores con
sus impresoras 3D es XYZ Printing, que tiene previsto lanzar al mercado en el segundo semestre de
este año su última impresora, que presentó en el Salón de Electrónica de Consumo de Las Vegas en enero de 2015, con un precio por debajo de los 2.000 dólares. La impresora puede imprimir en 3D alimentos
a partir de masa de harina que, una vez horneados,
pueden convertirse en pastas y tartas, entre otros.
Gastronomía molecular
Si hablamos de fusionar la tecnología y la cocina, sobre todo en Cataluña, no podemos pasar de largo las
técnicas de gastronomía molecular. Algunos de los
elementos que caracterizan los procesos de gastronomía molecular, como el uso de alginato de sodio para
inducir la gelificación y la solidificación de líquidos,
se pueden utilizar en los procesos de fabricación digital basados en extrusión e incluso pueden tener
aplicaciones en el campo de la bioimpresión (impresión 3D de tejidos humanos). La evolución de la combinación de las distintas tecnologías y procesos de
1 Impresora 3D de fruta. Dovetailed.
gastronomía molecular podría acercarnos bastante
a la replicadora de Star Trek.
La firma Dovetailed, de Cambridge, se puso a la
vanguardia de este campo cuando desarrolló una
impresora 3D de fruta combinando un cabezal de
impresora digital y el proceso de esferificación de
la gastronomía molecular. Utiliza alginato de sodio
para crear «burbujas» gelatinosas como el caviar
con un interior líquido hecho con zumo de fruta.
El primer experimento que realizó Dovetailed consistía en utilizar zumo de sabor de fresa para crear
una serie de burbujas de caviar que después se ensamblaban para formar una fruta impresa en 3D
con sabor fresa y apariencia de frambuesa.
Por curioso que pueda ser el proceso de Dovetailed —el sabor aún no está del todo conseguido,
pero eso podría ser un problema más asociado a la
gastronomía molecular que a la impresión 3D—, el
objetivo final del ensamblado de alimentos moleculares es la fabricación de carne. Además de ser
considerada cada vez más como una práctica extre-
Modern Meadow. Cómo funciona la bioimpresión. Izquierda: Cómo funciona la bioimpresión. Se imprime la biotinta, que contiene
varios tipos de célula, en moldes hechos de gel de agarosa. Derecha: Al cabo de unos días, la biotinta se fusiona y se retira el soporte de
agarosa. El tejido se introduce en un biorreactor y se aplica estimulación de baja frecuencia para hacer madurar las fibras musculares.
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madamente cruel, la cría intensiva de animales de
granja se está convirtiendo en una causa principal
de calentamiento global y de eliminación de los recursos hídricos del planeta. Una empresa llamada
Modern Meadow12 aplica los últimos avances en
ingeniería de tejidos al desarrollo de biomateriales
nuevos para dar respuesta a algunos de los desafíos
globales más apremiantes. De esta forma, ha desarrollado productos de cuero y de carne que no requieren el sacrificio de animales y necesitan muchas
menos cantidades de tierra, agua, energía y agentes
químicos.
Fundada por Gabor y Andras Forgacs (padre e
hijo), esta start-up está haciendo carne cruda artificial
con ayuda de una bioimpresora 3D. Para bioproducir
carne, los científicos tienen primero que cosechar las
células madre, esto es, las células capaces de convertirse en cualquiera de las otras células animales mediante el procedimiento común de la biopsia. Cuando los científicos las alimentan y crían, estas células
pueden replicarse muchas veces y generar cadenas.
Las cadenas se introducen en un biocartucho para
su impresión 3D en la forma deseada a fin de generar un tejido vivo que tendrá exactamente la misma
composición biológica que la carne de una vaca viva.
Unas 20.000 de estas cadenas son las necesarias para
hacer la hamburguesa de tamaño normal que creó
el científico holandés Mark Post, de la University of
Maastricht, para demostrar que la carne cultivada en
una placa de Petri puede convertirse algún día en una
auténtica alternativa a la carne de ganado.
Otro grupo que trabaja en la misma línea es Future Food, una iniciativa de internet con sede en
Austria que quiere crear concienciación global sobre las alternativas reales a los productos derivados
de animales. En Future Food explican que estos
productos se pueden dividir en dos grupos. El primero incluiría la carne vegetariana, las leches sin
lácteos y los sustitutos del huevo, es decir, produc-
12 Marga, F. Modern Meadow, «Engineered Comestible
Meat» [en línea]. United States Department of Agriculture,
2012. [Consulta: 8 enero 2015]. Disponible en: http://
www.reeis.usda.gov/web/crisprojectpages/0228895engineered-comestible-meat.html
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1 Hamburguesa hecha a partir de carne de buey cultivada.
David Parry / PA Wire.
tos que imitan o copian a productos derivados de
animales.
El segundo grupo sería el de la carne in vitro o
cultivada, alimentos que están hechos de carne real
sin recurrir a animales. Como es posible que la idea
de una hamburguesa cultivada in-vitro y sintetizada
no resulte muy tentadora para muchos, su atractivo
final para los consumidores dependerá mucho del
aspecto que tenga esa carne artificial. Las futuras
impresoras 3D podrán ensamblar alimentos fácilmente digeribles, no solo manteniendo la forma y
el gusto del modelo real, sino reforzándolos con nutrientes concretos y dándoles formas atractivas. En
las residencias de ancianos se calcula que hasta el sesenta por ciento de los residentes sufren un trastorno
llamado «disfagia», que hace que les resulte difícil
o incluso peligroso tragar la comida. Como consecuencia, les suelen dar para comer papillas hechas
con diversos ingredientes triturados. Los científicos
de la firma alemana Biozoon Food Innovations que
participan en el proyecto PERFORMANCE financiado por la Unión Europea están trabajando en reconstruir platos de comida para que tengan una forma
más digerible que además resulte visualmente apetitosa, como filetes de pollo que, una vez cocinados, se
trituren y cuelen para separar el líquido y hacer con
él una ración gelificada de pollo que se pueda digerir
con seguridad. El proyecto de tres años PERFOR-
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Davide Sher - Xavier Tutó La impresión de alimentos en 3D
31 ELISAVA Temes de Disseny
MANCE13 aspira a desarrollar tecnología de impresora 3D de alimentos y sistemas de texturización con
vistas a producir alimentos seguros y apetitosos.
La impresora 3D funcionará de la misma manera que una impresora de chorro de tinta, utilizando
cápsulas rellenas de alimentos licuados: una para las
verduras, otra para las carnes y otra para los carbohidratos. Creará una primera capa de comida, por
ejemplo, la forma bidimensional de un ala de pollo,
con líquido del cartucho de carne, al que habrán
dado forma las 48 boquillas del cabezal de impresión. A continuación se incorporará un agente de
gelificación, actualmente en fase de desarrollo. Capa
a capa, se aplicará al alimento la forma deseada, que
podrá ser la de un ala de pollo pero podrá tener cualquier sabor que se quiera poner.
Conclusiones
El objetivo de la organización Future Food, compartido por otras iniciativas similares, es poner fin al sufrimiento de los animales, la contaminación ambiental,
el hambre y los riesgos sanitarios al dejar de utilizar
miles de millones de animales domésticos como máquinas de carne, leche y huevos, y sustituyendo esos
productos por otros más sanos obtenidos por medios
más éticos y respetuosos con el medio ambiente.
La producción tradicional de carne, leche y huevos procedentes de animales ejerce una presión en el
medio ambiente mucho mayor que la de cualquier
otro tipo de producción de alimentos. A consecuencia del constante aumento de la población mundial y
la también constante reducción de los terrenos aptos
para la agricultura, la humanidad tiene que encontrar soluciones viables para satisfacer sus demandas
alimentarias. Cada año se matan en torno a 55.000
millones de pollos, pavos, cerdos, vacas, ovejas y patos en todo el mundo. Hay una discrepancia entre la
ciencia y la concienciación sobre el bienestar animal
de la sociedad por un lado y la práctica de la cría industrializada de animales por otra.
13 Pearse, D. «Transforming Mealtimes with 3D-Printed
Food» [en línia], Horizon. The EU Research & Innovation
Magazine, 2014. [Consulta: 8 gener 2015] Disponible
a: http://horizon-magazine.eu/article/transformingmealtimes-3d-printed-food_en.html
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Comer animales significa extender la cadena de
alimentos —empezando por las plantas y acabando
por los seres humanos—, lo que hace que se pierdan
muchos alimentos que se podrían utilizar para alimentar a personas. Paradójicamente, el sobreconsumo
de carne se considera una de las principales causas de
muchas enfermedades típicas, incluyendo el cáncer y
las afecciones coronarias.
La Organización de las Naciones Unidas para la
Alimentación y la Agricultura (FAO) estima que la
demanda de carne aumentará en más de dos tercios
en los próximos cuarenta años, y que los métodos de
producción actuales dejarán de ser sostenibles. Es
probable que en un futuro próximo, la carne y otros
alimentos básicos acaben siendo artículos de lujo por
culpa del aumento de la demanda de cultivos agrícolas destinados a la producción de carne. A menos que
encontremos una alternativa sostenible.
La cría de ganado contribuye al calentamiento
mundial con sus emisiones incontroladas de metano,
un gas de efecto invernadero veinte veces más potente que el dióxido de carbono. El aumento de demanda
supondrá un incremento considerable de los niveles
de metano, dióxido de carbono y óxido nitroso, y
provocará una pérdida de la biodiversidad.
Junto con el aspecto, el sabor puede tener un papel
clave en el éxito de los alimentos del futuro y, al mismo
tiempo, constituye uno de los mayores desafíos. ¿Lo
digeriremos? Siempre comemos más por los ojos que
por la boca y, como hemos visto, la carne impresa se
podría fabricar en formas y texturas familiares, por lo
que nuestro paladar será un factor determinante.
Future Food cree que los productos alimentarios
artificiales o «bioficiales» serán necesariamente más
baratos que la carne, la leche y los huevos convencionales derivados de los animales. También serán potencialmente más sanos que los productos animales, y
tendrán varias ventajas adicionales directamente relacionadas con la posibilidad de hacer comidas a medida.
Los restaurantes podrán extraer información
sobre el historial médico, los hábitos alimentarios y
de ejercicio de sus clientes, y generar comidas que
se ajusten con precisión a sus necesidades desde el
punto de vista de la salud, incluso antes de que los
clientes hagan su pedido. «Dentro de cinco años se
servirá comida impresa en 3D en las residencias para
la tercera edad», dice el investigador Kjeld van Bommel de la TNO. La TNO también está trabajando con
una impresora 3D que hace que los alimentos triturados resulten atractivos a los pacientes con problemas
de masticación y deglución. «Estas personas pueden
tener comida real sobre el plato. Y con el tenedor y el
cuchillo se sienten más capacitados. Podrían comer
mejor y también mejoraría su calidad de vida» —dice
Van Bommel—. De igual forma, las impresoras 3D
podrían generar comidas a medida de necesidades
específicas, por ejemplo, integrando calcio para los
pacientes que sufren deficiencias óseas.
Como ha ocurrido con todas las aplicaciones de
la impresión 3D, una de sus mayores promesas es la
posibilidad de producir a medida. En el sector de la
alimentación, esto se traduce en el nuevo concepto de
«nutrición verdaderamente personalizada». Las personas más mayores, las más pequeñas y las que sufren discapacidades y deficiencias de salud serán las
primeras en beneficiarse de los alimentos a medida,
y en una segunda fase esos beneficios se extenderán
a la humanidad en general. Para ello, lógicamente,
será necesario encontrar un delicado equilibrio entre
la necesidad de una forma de vida más sana y sostenible y la necesidad del ser humano de una cultura
culinaria más tradicional, que coincide con la visión
de la TNO de futuras comidas impresas en 3D hechas
con ingredientes alimenticios alternativos, como las
algas, las lentejas de agua, la hierba, los altramuces,
las hojas de remolacha azucarera y los insectos.
Aunque cabe poca duda sobre los efectos beneficiosos que puede tener la comida impresa en 3D
para el planeta en general, su integración en la cadena global de suministro resulta más cuestionable,
porque está por ver si los alimentos impresos en 3D
pueden llegar a ser una solución económicamente
viable y si los consumidores los aceptarán.
El público querrá saber si los alimentos impresos
son seguros para el consumo humano. Como suele
14 Van Mensvoort,K.; Grievink, H-J.; The In Vitro Meat
Cookbook, Next Nature Network / BIS Publishers, 2014.
ocurrir, muchas prácticas que a las generaciones actuales les parecen muy lejanas o incluso alienígenas
acaban siendo bastante naturales para las generaciones futuras, sobre todo si se demuestran sus ventajas.
Los intereses de las multinacionales y los conflictos de
intereses pueden plantear dudas sobre los beneficios
de esas prácticas nuevas en el campo de la impresión
de alimentos, pero es innegable que el estado actual
de la cría industrial de animales ya no es sostenible.
Probablemente, los consumidores exigirán una
protección adecuada para garantizar que el desarrollo de la comida impresa no limita su acceso a los productos orgánicos ni los contamina. Es razonable asumir que la mayoría querrán decidir si comen comida
«real» o prueban comidas impresas, por lo que la
normativa de etiquetado será un aspecto importante.
Para entender mejor las posibilidades que se abren
ante nosotros, Next Nature publicó el libro In Vitro
Meat Cookbook.14 Utilizando el formato de libro de
cocina como medio para contar una historia, la publicación explora visualmente las nuevas culturas
alimentarias que podría crear la carne cultivada en
laboratorio, planteando el tema desde los puntos de
vista del diseño y la ingeniería, pero también desde
las perspectivas social y ética, y sugiere que pensemos
en alas de dodo revivido, pintura de carne o helado
de carne, aperitivos caníbales, bistecs tejidos como
bufandas y sushi transparente cultivado en condiciones perfectamente controladas, por ejemplo.
Es evidente que ya se ha dado la señal de salida,
sobre todo si vemos el anuncio que ha hecho Nestlé
y que podía materializar su proyecto Iron Man, con
el que el gigante alimentario pretende desarrollar
su propia versión de la replicadora en un plazo de
entre cinco y diez años. Descrita como «el próximo
microondas», la máquina que están desarrollando
en el Institute of Health Sciences de Nestlé es un sistema que puede hacer un examen de las necesidades
sanitarias de las personas y trabajar los nutrientes
que faltan en sus dietas; la intención es llegar a una
máquina capaz de producir suplementos o incluso
comida a medida. En caso de duda, no hay más que
tener el ojo puesto en el futuro inmediato.
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