Por: Natalia Coronell Camargo
20 de octubre de 2025

¿Sabías que, en solo dos décadas, la producción de residuos de plástico ha pasado de 180 a más de 350 millones de toneladas anual? Estas cifras alarmantes, según un informe de la OCDE (Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos) [1] reflejan la importancia de utilizar la innovación como herramienta para reducir el impacto ambiental negativo en nuestro entorno.

Con el propósito de aportar una solución a esta problemática, en la Universidad Autónoma del Caribe, los docentes e ingenieros Carlos Díaz Saénz (investigador principal), Jean Pierre Coll (co-investigador), Kelvin de Jesús Beleño (co-investigador) y los estudiantes Edgardo Goméz, José Torres, José Guerra, Eveiron Caro y Andrés Navarro, del programa de Ingeniera Mecatrónica desarrollaron PRINT BLOCK, una impresora 3D que reduce el uso de plásticos en este tipo de herramientas importantes en la Ingeniera.

¿En qué consiste PRINT BLOCK?

En el mundo de la innovación, las impresoras 3D, que son capaces de replicar objetos y diseños personalizados es una de las tendencias más relevantes en la actualidad. De manera rápida, económica y eficiente, las personas pueden crear y tener diseños a su gusto. Las impresiones 3D se utilizan en diferentes campos de la sociedad desde el entretenimiento hasta la medicina. Sin embargo, muchas de estas impresoras utilizan materiales de plásticos (uso de polímeros derivados del petróleo) que ocasionan consecuencias negativas al medio ambiente.

Además, en el sector de la construcción y las artes, los métodos tradicionales para modelar o fabricar piezas en arcilla suelen ser lentos, demandan alta mano de obra y carecen de precisión en los acabados. Por eso, es importante desarrollar alternativas amigables con el medio ambiente.

PRINTBLOCK, proyecto realizado por los estudiantes uniautónoma es una impresora 3D cartesiana modificada para extrusión (moldeado) de arcilla, equipada con un sistema de bombeo y control de presión que alimenta la boquilla extrusora. Su diseño está orientado a la fabricación de piezas cerámicas, objetos artísticos y módulos constructivos de manera automatizada.

El nombre ‘PRINTBLOCK’ proviene de la unión de las palabras PRINT (impresión) y BLOCK (bloque o estructura), reflejando la capacidad de la máquina para imprimir bloques, piezas o estructuras en arcilla de manera modular y precisa.

La impresora de arcilla PRINTBLOCK aborda estos problemas ofreciendo un sistema de manufactura más sostenible, automatizado y eficiente, orientado tanto a la creación de piezas artísticas como a elementos constructivos y prototipos ecológicos.

¿Cómo funciona el prototipo PRINTBLOCK?

El proceso de impresión 3D con arcilla comienza con la creación del modelo digital en un programa de diseño asistido por computadora (CAD), donde se define con precisión la forma que tendrá la pieza final.

Luego, el diseño es ingresado a un software llamado Cura Maker, una herramienta que traduce el modelo al lenguaje que la impresora puede entender, dividiéndolo en capas y ajustándolo a las propiedades específicas de la arcilla.

Cuando el archivo está listo, el prototipo interpreta la información y dirige el movimiento de su cabezal extrusor, que es el encargado de depositar el material, siguiendo los ejes cartesianos (X, Y, Z) como si trazara un recorrido dentro de un mapa tridimensional. Durante la impresión, el sistema de extrusión regula cuidadosamente la presión y el flujo de la arcilla para colocar cada capa con precisión, hasta dar forma completa al diseño.

Una vez terminada la impresión, la pieza pasa por un proceso de secado, fundamental para asegurar su firmeza y durabilidad.

Este prototipo combina una estructura cartesiana, motores y controladores de movimiento, junto con un sistema mecánico de extrusión. En el área electrónica, utiliza una placa Arduino Mega y drivers que gestionan los motores, mientras que el lenguaje G-code define cada desplazamiento y la cantidad exacta de material que debe aplicar.

¿Qué diferencia este proyecto de otras soluciones que ya existen?

A diferencia de otras soluciones, PRINTBLOCK se destaca por su enfoque ecológico y artístico ya que utiliza arcilla como material principal a cambio de plásticos, comunes en la impresión 3D, pero que no son amigables con el medio ambiente. Por su parte la arcilla es un recurso natural, biodegradable y más accesible económicamente. Además, los estudiantes adaptaron una impresora 3D cartesiana para integrar un sistema de extrusión no convencional, basado en presión controlada en lugar del tradicional filamento, lo que representa una innovación técnica significativa.

Esta tecnología no solo permite crear piezas dentro del ámbito del arte, la cerámica y la construcción sostenible, sino que también puede integrarse a un sistema de manufactura flexible (FMS), contribuyendo al desarrollo de procesos más responsables con el medio ambiente.

Por una sociedad más sostenible e innovadora

PRINTBLOCK más que un prototipo, refleja una solución tangible de esperanza para el cuidado del medio ambiente, reduciendo el uso de plásticos y materiales contaminantes. Asimismo, permite la eficiencia productiva para quienes la usan permitiendo realizar piezas con mayor precisión y menos tiempo.

Asimismo, facilita a artesanos, diseñadores y constructores disponer de herramientas de fabricación innovadoras y sostenibles permitiendo en el arte y la construcción nuevas maneras de diseño geométrico que manualmente serían difíciles.

Referencias:

[1] https://es.statista.com/grafico/30051/produccion-mundial-de-residuos-plasticos-por-tipo/