La impresión 3D ha supuesto una verdadera revolución en campos como la mecánica, la generación de prototipos, el mantenimiento industrial, la fabricación de series cortas, el diseño, la arquitectura, las bellas artes, etc. Pero esta tecnología también puede ser utilizada en campos como la Geología o el Medioambiente, campos en los que trabaja cotidianamente Argongra.

En esta nota se muestra la experiencia de Argongra utilizando esta tecnología en los campos mencionados.

¿Qué es la impresión 3D?

La impresión 3D consiste en la generación de un objeto material tridimensional a partir de un modelo digital 3D contenido en el ordenador. Técnicas de impresión en 3D hay numerosas pero las más accesibles son las que obtienen el objeto mediante la aplicación de un material en capas, y de forma secuencial.

Es decir, que en principio podemos imprimir en 3D cualquier objeto que tengamos modelizado en el ordenador. Los Sistemas de Información Geográfica son por tanto un terreno natural para la impresión 3D. Esta impresión 3D rompe las limitaciones que implica la utilización de un plotter o una pantalla convencional.

¿Por qué es necesaria la impresión 3D en Geología o Medioambiente?

Recientemente Diego (9 años) pudo descubrir y entender conceptos tan sencillos como la corteza, manto y núcleo de La Tierra, incluso colorearlos mientras comprobaba dimensiones relativas, materiales y por qué no decirlo, jugaba.

La respuesta es fácil, porque tanto la geología como el Medioambiente son realidades que ocurren en un espacio tridimensional y cuando hacemos una representación en un mapa lo que estamos haciendo es perder parte de la información. (ver nota de aplicación “Nuevas Proyecciones”).

Pero hay otra razón muy importante y es que, aunque los mapas geológicos contienen una enorme cantidad de información para que no se pierda la tridimensionalidad, es muy habitual encontrar gente, incluso geólogos, que no son capaces de extraer toda esta información de una forma intuitiva. Siendo esto es una experiencia cotidiana

El problema se agrava si la información geológica la debe entender alguien sin el conocimiento de obtener esta información 3D desde un documento 2D.

El propósito de la impresión 3D, por lo menos para Argongra, no es sólo la de apoyar la educación de nuestros hijos, queremos ir más allá, tenemos la necesidad de mostrar a clientes, autoridades o ciudadanos las conclusiones de nuestro trabajo. Se necesita la explicación para poder realizar la operación, recibir la autorización o tranquilizar sobre los riesgos que puede tener un determinado proyecto.

Pero hemos podido comprobar que no solo sirven para esto sino también son una poderosa herramienta para los técnicos, que los utilizan para comprobar sus ideas e interpretaciones.

¿Se necesita imprimir en 3D?

En el mundo de la ingeniería, y de la ciencia en general, es bien conocido que la representación de la información en gráficos, mapas, o cualquier otra forma gráfica de expresión no es solo una necesidad para la comunicación sino también para el análisis de la situación y el diseño de soluciones.

La impresión 3D permite una mejor comunicación, pero también permite un más fácil análisis de algunos conjuntos de datos, así como del diseño de soluciones.

Podríamos decir que, si una imagen vale más que 1000 palabras, un objeto en 3D vale más de 1000 imágenes.

La generación de un objeto 3D nos permite de una forma sencilla, rápida y económica disponer de un objeto con volumen sobre el que explicar, pero también pensar y discutir.

Cada día es más necesario que los proyectos técnicos sean entendibles, al menos en muchos aspectos, por gente no especialista. Para este fin la utilización de modelos impresos en 3D son una herramienta de interés. Pero no se trata de hacer una figura bonita sino de poder exponer de forma entendible el proyecto y para esto se requiere como primera fase que el modelo responda a la realidad.

Geología

La impresión 3D nos permite en Argongra generar, desde las bases de datos de exploración, es decir desde el sistema de información geográfica para la exploración, los volúmenes bien sea de un cuerpo mineralizado bien sea de un nivel o conjunto de niveles

geológicos y estos de forma conjunta o separada pero también todo un bloque donde se incluye mineralización, niveles y estructuras.

En general en el sistema de información se tiene la información suficiente para generar los modelos 3D. Ahora bien, en general no son imprimibles directamente y requieren un procesado para lograr que el modelo cumpla sus objetivos. Los procesos a realizar dependen en gran manera de los objetivos que se pretenden alcanzar, por ejemplo, necesidad de hacer cortes o la necesidad de dividir el modelo por los planos de falla, por ejemplo, si se pretende explicar la sismicidad posible en una falla activa.

La construcción de modelos a partir de campañas de sísmica 3D interpretadas es relativamente directa. La modelización de un cuerpo mineralizado a partir de sondeos requiere emplear las mismas técnicas que la modelización usadas para cálculo de reservas o la representación en 3D en el ordenador.

Medioambiente

Diversas aplicaciones se les han dado a los modelos 3D. Pudiéramos clasificarlos en dos grandes grupos: la primera sería el unido a entender el funcionamiento de los sistemas y el impacto, el segundo al diseño de las soluciones.

La construcción de modelos 3D, por ejemplo, se ha demostrado de utilidad para entender la circulación de las aguas subterráneas, esto está muy ligado a los modelos geológicos. También se han demostrado útiles tanto para estudios de riesgos como de impactos visuales.

En cuanto al diseño la construcción de modelos 3D ayuda, por ejemplo, al diseño de las formas de las áreas de vertido para su adecuada integración en el paisaje, aumentando la versatilidad e interacción que tiene la representación 3D en pantalla de ordenador.

La impresión 3D representa un cambio importante en la actual percepción de la geología ya que permite duplicar y desmontar nuestro mundo natural.

Futuro

La impresión 3D conoce mejoras cada día, así, por ejemplo. Aunque en la actualidad existen técnicas que permiten colorear los modelos ya está anunciada una nueva generación de impresoras en colores. También los materiales utilizados cada vez son más variados con propiedades distintas. La velocidad de impresión también está mejorando de forma significativa. El software de generación de modelos a partir de los datos originales mejora, igualmente, día a día.

Conclusiones

La impresión 3D es una nueva posibilidad para mejorar el trabajo geológico como medioambiental. La facilidad de uso, así como el coste tanto de adquisición como operación hacen que sean un elemento más que debe estar presente en cualquier estudio de geología y Medioambiente.

Jose María Cornejo colabora como docente en las áreas de SIG y Teledetección del Instituto Superior del Medio Ambiente.

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