TFM_TERESA_FERNANDEZ_RODRIGUEZ

Vista previa del material en texto

Producción y caracterización de materiales biobasados mediante impresión 3D 
 
 
 
 
UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID 
 
ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA Y DISEÑO INDUSTRIAL 
 
Máster en Ingeniería de Producción 
 
TRABAJO FIN DE MÁSTER 
 
Producción y caracterización de materiales biobasados mediante 
impresión 3D 
 
Autor: Teresa Fernández Rodríguez 
 
 
Tutor: 
Cristina Alía García 
Departamento de Ingeniería 
mecánica, química y diseño 
industrial 
 
Madrid, Febrero 2022
Producción y caracterización de materiales biobasados mediante impresión 3D 
 
 
 
 
UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID 
 
ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA Y DISEÑO INDUSTRIAL 
 
Máster en Ingeniería de Producción 
 
TRABAJO FIN DE MÁSTER 
 
Producción y caracterización de materiales biobasados mediante 
impresión 3D 
 
Autor: Teresa Fernández Rodríguez 
 
 
Tutor: 
Cristina Alía García 
Departamento de Ingeniería 
mecánica, química y diseño 
industrial 
 
Madrid, Febrero 2022
Producción y caracterización de materiales biobasados mediante impresión 3D 
3 
Teresa Fernández Rodríguez│ ETSIDI 
 
 
Producción y caracterización de materiales biobasados mediante impresión 3D 
4 
Teresa Fernández Rodríguez│ ETSIDI 
Agradecimientos 
 
A mis familiares y amigos que han participado en la recolección de los residuos de 
cáscara de huevo y han sido un apoyo durante todo el proceso. 
A mi tutora Cristina Alía por confiar en mí. 
 
 
Producción y caracterización de materiales biobasados mediante impresión 3D 
5 
Teresa Fernández Rodríguez│ ETSIDI 
Resumen 
A partir de un contexto global marcado por la crisis socioambiental, el presente trabajo 
parte de una reflexión sobre la práctica del diseño como acción política y agente de 
cambio, basándose en un enfoque de diseño y producción sostenible para contribuir a 
la exploración de materiales “Do It Yourself” (DIY)1 que buscan cambiar la forma en que 
las personas producen y consumen. 
En este sentido, la impresión 3D permite la producción de estructuras complejas o 
personalizadas. Sin embargo, la falta de materiales de base biológica con propiedades 
definidas por el usuario es una barrera importante que limita la adopción generalizada 
de esta técnica para la fabricación de productos. Por esta razón, el desarrollo de 
biomateriales compuestos ecológicos de origen natural para tecnologías de impresión 
3D y su prometedora aplicación en diferentes áreas son de enorme interés académico 
y medioambiental. 
En el presente trabajo se llevará a cabo la producción de un material compuesto 
biobasado, investigación y el ensayo de sus propiedades óptimas para la impresión 3D 
en una impresora 3D de comida (Foodini2) y el desarrollo y estudio de una estructura 
basada en la naturaleza y el diseño biomimético. 
Para ello, se ha desarrollado una investigación y experimentación del material desde 
una perspectiva circular y de autoproducción que reutiliza residuos de alimentos, en 
concreto cáscaras de huevo, para crear un biomaterial apto para impresión 3D. 
Se pretende superar el sistema de producción actual con el fin de conseguir un futuro 
más sostenible a partir de la circularidad. Reciclaje y upcycling3, biomateriales, 
biofabricación, materias primas de kilómetro 0 y cero residuos son elementos clave del 
proyecto para convertir los residuos en recursos. 
Además, se busca reflexionar sobre la fabricación distribuida, personalización en masa 
y artesanía digital como una realidad cada vez más importante que permita abrir 
horizontes hacia la sostenibilidad y el consumo responsable. 
En conclusión, el trabajo presenta un repaso de la investigación, objetivos y retos, 
selección y diseño de los materiales, proceso de “cocinado”, para obtener la receta de 
un biomaterial compuesto. 
 
Palabras clave: biomateriales, producción local distribuida, DIY, cáscara de huevo, 
impresión 3D, economía circular, residuos orgánicos. 
 
 
1 Del inglés “Hazlo tú mismo” 
2 Foodini: Es una impresora de comida 3D desarrollada por Natural Machines que utiliza un 
modelo de impresión de cápsula abierta; eso significa que el consumidor puede preparar y 
colocar ingredientes frescos en ella. 
3 Upcycling: Término acuñado recientemente, también conocido como supra-reciclaje o reciclaje 
creativo. En el upcycling, se aprovechan objetos para crear productos por medio de la creatividad 
que tienen un mayor valor que el que tenía el objeto original o, lo que es lo mismo: se trata de 
transformar residuos en objetos de valor usando la imaginación [106]. 
Producción y caracterización de materiales biobasados mediante impresión 3D 
6 
Teresa Fernández Rodríguez│ ETSIDI 
Abstract 
From a global context marked by the socio-environmental crisis, this work starts from a 
reflection on the practice of design as a political action and agent of change, based on a 
sustainable design and production approach to contribute to the exploration of "Do It 
Yourself" (DIY) materials that seek to change the way people produce and consume. 
In this regard, 3D printing enables the production of complex or customized structures. 
However, the lack of bio-based materials with user-defined properties is a major barrier 
limiting the widespread adoption of this technique for product manufacturing. For this 
reason, the development of eco-friendly bio-based composite biomaterials for 3D printing 
technologies and their promising application in different areas are of enormous academic 
and environmental interest. 
In the present study, the production of a bio-based composite material, the investigation 
and testing of its most optimal properties for 3D printing on a food 3D printer (Foodini) 
and the development of the structure based on nature and biomimetic design will be 
carried out. 
To this end, research and experimentation of the material has been developed from a 
circular and self-production perspective that reuses food waste, specifically eggshells, to 
create a biomaterial suitable for 3D printing. 
The aim is to overcome the current production system in order to achieve a more 
sustainable future based on circularity. Recycling and upcycling, biomaterials, 
biofabrication, zero-kilometer raw materials and zero waste are key elements of the 
project to convert waste into resources. 
In addition, it seeks to reflect on distributed manufacturing, mass customization and 
digital craftsmanship as an increasingly important reality that allows opening horizons 
towards sustainability and responsible consumption. 
In conclusion, the paper presents a review of the research, objectives and challenges, 
selection and design of the materials, "cooking" process, to obtain the recipe for a 
composite biomaterial. 
 
Keywords: biomaterials, distributed local production, DIY, eggshell, 3D printing, 
circular economy, organic waste. 
Producción y caracterización de materiales biobasados mediante impresión 3D 
7 
Teresa Fernández Rodríguez│ ETSIDI 
 
 
Producción y caracterización de materiales biobasados mediante impresión 3D 
8 
Teresa Fernández Rodríguez│ ETSIDI 
Índice 
 
1. Justificación de la propuesta: Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) .... 19 
2. Objetivos ...................................................................................................... 22 
3. Introducción .................................................................................................. 23 
3.1 Cambio necesario: paso de una economía lineal a circular .................... 23 
3.2 Producción y ciudades sostenibles ......................................................... 25 
3.3 Cuidados y sostenibilidad: ecofeminismo ............................................... 27 
4. Revolución en el diseño ............................................................................... 29 
4.1 Pensamiento híbrido: intercambio de conocimientos ..............................29 
4.2 Diseño biomimético ................................................................................. 32 
4.3 Diseño distribuido .................................................................................... 34 
5. Materiales y diseño circular .......................................................................... 35 
5.1 DIY: Diseño “Do It Yourself” .................................................................... 36 
5.2 Biotecas .................................................................................................. 39 
5.1 Impacto industrial y social del diseño circular de materiales ................... 42 
6. Metodología: Material Driven Design ........................................................... 44 
7. Biomateriales ................................................................................................ 46 
7.1 Materiales biocompuestos ...................................................................... 48 
7.2 Materiales biopolímeros .......................................................................... 49 
8. Técnicas de producción en un contexto sostenible ...................................... 51 
8.1 Fabricación limpia ................................................................................... 52 
Producción y caracterización de materiales biobasados mediante impresión 3D 
9 
Teresa Fernández Rodríguez│ ETSIDI 
9. Eficiencia y sostenibilidad en producción ..................................................... 53 
9.1 Sistemas de fabricación distribuida para una producción más sostenible en 
mercados emergentes .................................................................................. 53 
9.2 La personalización en masa ................................................................... 54 
10. Técnicas de impresión 3D frente a la producción en masa ........................ 56 
11. Bioimpresión tridimensional ........................................................................ 58 
11.1 Tecnología de impresión ....................................................................... 60 
11.2 Técnica del chorro de aglutinante como ventaja en la producción de 
biomateriales ................................................................................................. 63 
11.3 Factores que afectan la precisión de la impresión 3D de materiales 
biobasados .................................................................................................... 64 
11.4 Casos de bioimpresión .......................................................................... 65 
11.5 Celosías en la impresión 3D ................................................................. 70 
11.6 Perspectiva de sostenibilidad e implicaciones ambientales de la impresión 
3D ................................................................................................................. 71 
12. Fase de experimentación ........................................................................... 74 
12.1 Estrategia de proximidad ...................................................................... 74 
12.2 Equipamiento ........................................................................................ 75 
12.3 Obtención del biomaterial ..................................................................... 79 
12.4 Preparación del polvo ........................................................................... 82 
12.5 Preparación de la masa ........................................................................ 85 
12.6 Diseño y descripción de la estructura reticular ...................................... 88 
Producción y caracterización de materiales biobasados mediante impresión 3D 
10 
Teresa Fernández Rodríguez│ ETSIDI 
12.7 Impresión .............................................................................................. 91 
12.8 Secado .................................................................................................. 94 
12.9 Ensayo de compresión .......................................................................... 97 
13. Resultados experimentales y discusión.................................................... 102 
13.1 Máxima tensión: límite de rotura ......................................................... 102 
13.2 Cálculos: Tensión y deformación ........................................................ 106 
13.3 Conclusiones ensayo de compresión .................................................. 108 
13.4 Tabla resumen fase experimental ....................................................... 109 
14. DAFO ....................................................................................................... 110 
15. Conclusiones ............................................................................................ 113 
16. Desafío y perspectivas de futuro .............................................................. 114 
17. Bibliografía ............................................................................................... 115 
18. Anexo I. Fichas técnicas materiales y equipos ......................................... 123 
19. Anexo II. Hojas de identificación de probetas ........................................... 126 
 
 
Producción y caracterización de materiales biobasados mediante impresión 3D 
11 
Teresa Fernández Rodríguez│ ETSIDI 
Índice de tablas 
 
Tabla 1. Técnicas de impresión 3D y los diferentes materiales que se imprimen. 
Fuente: [68] ...................................................................................................... 61 
Tabla 2. Fuerza máxima probetas "tipo A" del material de cáscara de huevo (C).
 ....................................................................................................................... 103 
Tabla 3. Fuerza máxima probetas "tipo B" del material de cáscara de huevo (C).
 ....................................................................................................................... 103 
Tabla 4. Fuerza máxima probetas del material de cáscara de huevo y grafeno 
(G). ................................................................................................................. 105 
Tabla 5. Fuerza máxima probetas de la combinación de material de cáscara de 
huevo y grafeno (CG). .................................................................................... 105 
Tabla 6. Recopilación de los datos promedio de fuerza máxima de todos los tipos 
de probetas. ................................................................................................... 106 
Tabla 7. Recopilación datos de tensión de todos los tiempos de probetas. ... 107 
Tabla 8. Recopilación de los datos de deformación de todos los tipos de 
probetas. ........................................................................................................ 107 
Tabla 9. Tabla resumen de la fase experimental. .......................................... 109 
Tabla 10. Matriz de análisis DAFO. ............................................................... 110 
Tabla 11. Matriz de análisis DAFO para este proyecto. ................................. 111 
 
 
Producción y caracterización de materiales biobasados mediante impresión 3D 
12 
Teresa Fernández Rodríguez│ ETSIDI 
Índice de ilustraciones 
 
Ilustración 1. Círculo 17 Objetivos de Desarrollo Sostenible. Fuente: [2] ....... 19 
Ilustración 2. Diagrama del sistema de economía circular de la Fundación Ellen 
McArthur. Fuente: [3] ........................................................................................ 24 
Ilustración 3. Red de ciudades Fab City Initiative. Fuente: [7] ........................ 25 
Ilustración 4. Un ecosistema de fabricación multiescalar y complementario. 
Fuente: [8] ........................................................................................................ 26 
Ilustración 5. Diagrama "Krebs Cycle of Creativity" por Neri Oxman. Fuente: [13]
 .........................................................................................................................30 
Ilustración 6. Biomimicry: asiento impreso en 3D de Lillian Van Daal. Fuente: 
[110] ................................................................................................................. 33 
Ilustración 7. Proceso de obtención estructura reticular biomimética. Fuente: 
[20] ................................................................................................................... 33 
Ilustración 8. Diagrama del efecto del diseño circular en aspectos del diseño y 
la sociedad. Fuente: [25] ..................................... ¡Error! Marcador no definido. 
Ilustración 9. Material Clubs. Fuente: [32] ...................................................... 38 
Ilustración 10. Captura de pantalla interfaz biblioteca de materiales Materiom. 
Fuente: Ilustración propia. ................................................................................ 39 
Ilustración 11. Captura de pantalla interfaz biblioteca de materiales 
openMaterials. Fuente: Ilustración propia. ....................................................... 40 
Ilustración 12. Página receta 1 del libro “Recipes for Material Activism” de 
Miriam Ribul. Fuente: [113] .............................................................................. 41 
Ilustración 13. Portada del libro “Recipes for Material Activism” de Miriam Ribul. 
Fuente: [113] .................................................................................................... 41 
Ilustración 14. Página Original Resources del libro “MaDe” de Material 
Designers Fuente: [25] ..................................................................................... 41 
Ilustración 15. Portada del libro “MaDe” de Material Designers. Fuente: [25] 41 
Ilustración 16. Método de "Material Driven Design" (en inglés): Diseño guiado 
por el material. Fuente: [39].............................................................................. 45 
Ilustración 17. Diagrama de la importancia de la inclusión de la naturaleza para 
el Smart Design. Fuente: [40] .............................. ¡Error! Marcador no definido. 
Ilustración 18. Clasificación de los polímeros biodegradables según su 
procedencia. Fuente: [53] ................................................................................. 50 
Ilustración 19. Diferencias entre la estrategia de fabricación tradicional y la 
estrategia de distribución distribuida. Fuente: [56] ........................................... 54 
Ilustración 20. Comparativa polímeros imprimibles 3D en base fósil y base 
biológica. Fuente: [67] ...................................................................................... 59 
Ilustración 21. Conexión entre los parámetros reológicos y las necesidades de 
impresión 3D en determinados productos. Fuente: [68] ................................... 60 
Ilustración 22. Esquema de impresión 3D basado en la extrusión. Fuente: [68]
 ......................................................................................................................... 62 
file:///C:/Users/prestamo/Downloads/tfm/tfm.docx%23_Toc93315423
file:///C:/Users/prestamo/Downloads/tfm/tfm.docx%23_Toc93315423
file:///C:/Users/prestamo/Downloads/tfm/tfm.docx%23_Toc93315429
file:///C:/Users/prestamo/Downloads/tfm/tfm.docx%23_Toc93315429
file:///C:/Users/prestamo/Downloads/tfm/tfm.docx%23_Toc93315430
file:///C:/Users/prestamo/Downloads/tfm/tfm.docx%23_Toc93315430
file:///C:/Users/prestamo/Downloads/tfm/tfm.docx%23_Toc93315431
file:///C:/Users/prestamo/Downloads/tfm/tfm.docx%23_Toc93315431
file:///C:/Users/prestamo/Downloads/tfm/tfm.docx%23_Toc93315432
file:///C:/Users/prestamo/Downloads/tfm/tfm.docx%23_Toc93315439
file:///C:/Users/prestamo/Downloads/tfm/tfm.docx%23_Toc93315439
Producción y caracterización de materiales biobasados mediante impresión 3D 
13 
Teresa Fernández Rodríguez│ ETSIDI 
Ilustración 23. Esquema de impresión 3D por chorro de aglutinante. Fuente: [68]
 ......................................................................................................................... 62 
Ilustración 24. Esquema de la técnica de impresión 3D por DFM: Fuente: [206]
 ......................................................................................................................... 63 
Ilustración 25. Piezas GAIKER obtenidas a partir de filamentos de impresión 3D 
basados en PHAs y fibras de paja. Fuente: [74] .............................................. 66 
Ilustración 26. Piezas de impresión 3D con filamento a base de algas marinas. 
Fuente: [35] ...................................................................................................... 67 
Ilustración 27. Geoimpresión 3D GeoLab. Fuente: [75] .................................. 68 
Ilustración 28. Detalles Aquahoja I. Fuente: [77] ............................................ 69 
Ilustración 29. Pabellón Aquahoja I de Mediated Matter Group. Fuente: [77] 69 
Ilustración 30. Ejemplo de nodos, celdas y vigas de una estructura reticular por 
celosías. Fuente: [78] ....................................................................................... 70 
Ilustración 31. Boquilla de la cápsula. Imagen propia. .................................... 76 
Ilustración 32. Cápsula Foodini. Imagen propia. ............................................. 76 
Ilustración 33. Pistón de la cápsula colocado (a la izquierda) y quitado (a la 
derecha). Imagen propia. ................................................................................. 76 
Ilustración 34. Colocación de la cápsula en la puerta del equipo. Imagen propia.
 ......................................................................................................................... 77 
Ilustración 35. Equipo de impresión 3D de comida "Foodini" desarrollado por 
natural Machines. Fuente: [89] ......................................................................... 78 
Ilustración 36. Equipo Foodini imprimiendo probetas de material de cáscara de 
huevo. Imagen propia. ...................................................................................... 78 
Ilustración 37. Cáscaras de huevo recuperadas para el biomaterial. Imagen 
propia ............................................................................................................... 79 
Ilustración 38. Bote goma xantana. Fuente: [123] .......................................... 81 
Ilustración 39. Nanoplaquetas de grafeno. Imagen propia. ............................ 82 
Ilustración 40. Polvo de grafeno en báscula. Imagen propia. ......................... 82 
Ilustración 41. Cáscaras hirviendo con la espuma que posteriormente será 
retirada. Imagen propia .................................................................................... 83 
Ilustración 42. Cáscaras en el horno a 200 ºC 15 minutos. Imagen propia. ... 83 
Ilustración 43. Trituradora utilizada para obtener el polvo. Imagen propia. .... 84 
Ilustración 44. Polvo de cáscara de huevo tamizado para quitar imperfecciones. 
Imagen propia. ................................................................................................. 84 
Ilustración 45. Polvos tamizados a diferentes tamaños. Imagen propia. ........ 84 
Ilustración 46. Agua destilada. Imagen propia. ............................................... 85 
Ilustración 47. Goma xantana. Imagen propia. ............................................... 86 
Ilustración 48. Aglutinante de agua destilada y goma xantana batida con 
batidora. Imagen propia. .................................................................................. 86 
Ilustración 49. Textura del material de cáscara de huevo. Imagen propia. .... 86 
Ilustración 50. Material en frasco de vidrio para su almacenaje. Imagen propia.
 ......................................................................................................................... 87 
Ilustración 51. Aditivación del material con polvo de grafeno. Imagen propia. 87 
file:///C:/Users/prestamo/Downloads/tfm/tfm.docx%23_Toc93315440file:///C:/Users/prestamo/Downloads/tfm/tfm.docx%23_Toc93315440
file:///C:/Users/prestamo/Downloads/tfm/tfm.docx%23_Toc93315441
file:///C:/Users/prestamo/Downloads/tfm/tfm.docx%23_Toc93315441
file:///C:/Users/prestamo/Downloads/tfm/tfm.docx%23_Toc93315442
file:///C:/Users/prestamo/Downloads/tfm/tfm.docx%23_Toc93315442
file:///C:/Users/prestamo/Downloads/tfm/tfm.docx%23_Toc93315448
file:///C:/Users/prestamo/Downloads/tfm/tfm.docx%23_Toc93315449
file:///C:/Users/prestamo/Downloads/tfm/tfm.docx%23_Toc93315450
file:///C:/Users/prestamo/Downloads/tfm/tfm.docx%23_Toc93315450
file:///C:/Users/prestamo/Downloads/tfm/tfm.docx%23_Toc93315451
file:///C:/Users/prestamo/Downloads/tfm/tfm.docx%23_Toc93315451
file:///C:/Users/prestamo/Downloads/tfm/tfm.docx%23_Toc93315453
file:///C:/Users/prestamo/Downloads/tfm/tfm.docx%23_Toc93315453
file:///C:/Users/prestamo/Downloads/tfm/tfm.docx%23_Toc93315455
file:///C:/Users/prestamo/Downloads/tfm/tfm.docx%23_Toc93315456
file:///C:/Users/prestamo/Downloads/tfm/tfm.docx%23_Toc93315457
file:///C:/Users/prestamo/Downloads/tfm/tfm.docx%23_Toc93315459
file:///C:/Users/prestamo/Downloads/tfm/tfm.docx%23_Toc93315460
file:///C:/Users/prestamo/Downloads/tfm/tfm.docx%23_Toc93315461
file:///C:/Users/prestamo/Downloads/tfm/tfm.docx%23_Toc93315461
file:///C:/Users/prestamo/Downloads/tfm/tfm.docx%23_Toc93315464
file:///C:/Users/prestamo/Downloads/tfm/tfm.docx%23_Toc93315465
file:///C:/Users/prestamo/Downloads/tfm/tfm.docx%23_Toc93315465
file:///C:/Users/prestamo/Downloads/tfm/tfm.docx%23_Toc93315467
file:///C:/Users/prestamo/Downloads/tfm/tfm.docx%23_Toc93315467
Producción y caracterización de materiales biobasados mediante impresión 3D 
14 
Teresa Fernández Rodríguez│ ETSIDI 
Ilustración 52. Masa del material con aditivo de polvo de grafeno. Imagen 
propia. .............................................................................................................. 88 
Ilustración 53. Diseño reticular (3D y 2D). Imagen propia. ............................. 88 
Ilustración 54. Estructura reticular impresa con el material (1) de cáscara de 
huevo y goma xantana. Imagen propia. ........................................................... 89 
Ilustración 55. Estructura reticular impresa con el material (2) de cáscara de 
huevo, goma xantana y polvo de grafeno.Imagen propia. ................................ 90 
Ilustración 56. Estructura reticular (CG) impresa con la combinación de 
materiales sin aditivo (C) y con aditivo (G). Imagen propia. ............................ 90 
Ilustración 57. Probetas “tipo A” (C1-A, C2-A, C3-A) y “tipo B” (C4-B, C5-B, C6-
B) realizadas en material 1 (C) de cáscara de huevo (Parte delantera). Imagen 
propia. .............................................................................................................. 91 
Ilustración 58. Diferencia de densidad en las probetas “tipo A” y “tipo B”. Imagen 
propia. .............................................................................................................. 92 
Ilustración 59. Diferencia de densidad (parte trasera) de las probetas "tipo A" y 
"tipo B" realizadas con el material 1. Imagen propia. ....................................... 92 
Ilustración 60. Probetas (G1, G2, G3, G4 y G5) realizadas en material 2 (G) 
reforzado con grafeno. Imagen propia. ............................................................ 93 
Ilustración 61. Probetas combinadas (CG1, CG2, CG3) realizadas en material 
1 (C) y relleno del material 2 (G). Imagen propia. ............................................ 94 
Ilustración 62. Probetas en el deshidratador. Imagen propia.......................... 94 
Ilustración 63. Probeta sacada tras 30 minutos en el deshidratador antes de 
retirar el plástico. Imagen propia. ..................................................................... 95 
Ilustración 64. Probeta tras retirar el plástico antes de comenzar con el segundo 
secado por la parte posterior. Imagen propia. .................................................. 95 
Ilustración 65. Probeta híbrida (CG) tras 30 minutos de secado en el 
deshidratador (parte trasera). Imagen propia. .................................................. 96 
Ilustración 66. Probeta híbrida (CG) tras 30 minutos de secado en el 
deshidratador (parte delantera). Imagen propia. .............................................. 96 
Ilustración 67. Equipo de tracción/compresión capacidad máxima 5 KN 
Metrotec. Imagen propia. ................................................................................. 97 
Ilustración 68. Ordenador para la recogida de los datos a partir de un software 
especializado. Imagen propia ........................................................................... 98 
Ilustración 69. Velocidad del ensayo de compresión = 9 mm/min. Imagen propia.
 ......................................................................................................................... 98 
Ilustración 70. Probeta identificada y entre los dos platillos. Imagen propia. .. 99 
Ilustración 71. Equipo listo para el comienzo del ensayo. Imagen propia. ..... 99 
Ilustración 72. Probetas C después del ensayo de compresión. Imagen propia
 ....................................................................................................................... 100 
Ilustración 73. Probetas G después del ensayo de compresión. Imagen propia.
 ....................................................................................................................... 100 
Ilustración 74. Probetas CG después del ensayo de compresión. Imagen propia.
 ....................................................................................................................... 101 
file:///C:/Users/prestamo/Downloads/tfm/tfm.docx%23_Toc93315469
file:///C:/Users/prestamo/Downloads/tfm/tfm.docx%23_Toc93315469
file:///C:/Users/prestamo/Downloads/tfm/tfm.docx%23_Toc93315474
file:///C:/Users/prestamo/Downloads/tfm/tfm.docx%23_Toc93315474
file:///C:/Users/prestamo/Downloads/tfm/tfm.docx%23_Toc93315474
file:///C:/Users/prestamo/Downloads/tfm/tfm.docx%23_Toc93315476
file:///C:/Users/prestamo/Downloads/tfm/tfm.docx%23_Toc93315476
file:///C:/Users/prestamo/Downloads/tfm/tfm.docx%23_Toc93315477
file:///C:/Users/prestamo/Downloads/tfm/tfm.docx%23_Toc93315477
file:///C:/Users/prestamo/Downloads/tfm/tfm.docx%23_Toc93315478
file:///C:/Users/prestamo/Downloads/tfm/tfm.docx%23_Toc93315478
file:///C:/Users/prestamo/Downloads/tfm/tfm.docx%23_Toc93315479
file:///C:/Users/prestamo/Downloads/tfm/tfm.docx%23_Toc93315481
file:///C:/Users/prestamo/Downloads/tfm/tfm.docx%23_Toc93315481
file:///C:/Users/prestamo/Downloads/tfm/tfm.docx%23_Toc93315484
file:///C:/Users/prestamo/Downloads/tfm/tfm.docx%23_Toc93315484
file:///C:/Users/prestamo/Downloads/tfm/tfm.docx%23_Toc93315485
file:///C:/Users/prestamo/Downloads/tfm/tfm.docx%23_Toc93315485
file:///C:/Users/prestamo/Downloads/tfm/tfm.docx%23_Toc93315486
file:///C:/Users/prestamo/Downloads/tfm/tfm.docx%23_Toc93315486
file:///C:/Users/prestamo/Downloads/tfm/tfm.docx%23_Toc93315487
file:///C:/Users/prestamo/Downloads/tfm/tfm.docx%23_Toc93315488
file:///C:/Users/prestamo/Downloads/tfm/tfm.docx%23_Toc93315489
file:///C:/Users/prestamo/Downloads/tfm/tfm.docx%23_Toc93315489
file:///C:/Users/prestamo/Downloads/tfm/tfm.docx%23_Toc93315490
file:///C:/Users/prestamo/Downloads/tfm/tfm.docx%23_Toc93315490
Producción y caracterización de materiales biobasados mediante impresión 3D 
15 
Teresa Fernández Rodríguez│ ETSIDI 
Ilustración 75. Gráfica fuerza (N)- tiempo (s) de las 3 probetas realizadas con el 
material de cáscara de huevo (C) y de "tipo A". ............................................. 102 
Ilustración 76. Gráfica fuerza (N)- tiempo (s) de las 3 probetas realizadas con el 
material de cáscara de huevo (C) y de "tipo B". ............................................. 103 
Ilustración 77. Gráfica fuerza (N)- tiempo (s) de las 3 probetas realizadas con el 
material de cáscara de huevo con aditivo de polvo degrafeno (G). ............... 104 
Ilustración 78. Gráfica fuerza (N)- tiempo (s) de las 3 probetas realizadas con la 
combinación de los materiales de cáscara de huevo con aditivo y sin él (CG).
 ....................................................................................................................... 105 
 
 
Producción y caracterización de materiales biobasados mediante impresión 3D 
16 
Teresa Fernández Rodríguez│ ETSIDI 
Índice de abreviaturas, unidades y acrónimos 
 
ODS: Objetivos de Desarrollo Sostenible 
DIY: “Do It Yourself” del inglés “Hazlo Tú Mismo” 
ETSIDI: Escuela Técnica Superior de Ingeniería y Diseño Industrial 
UPM: Universidad Politécnica de Madrid 
PNUMA: Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente 
GEI: Gases de Efecto Invernadero 
PITO-DIDO: “Products-In Trash-Out" - "Data-In Data-Out” 
TFM: Trabajo de Fin de Máster 
KCC: “Krebs Cycled Circuled” del inglés “Círculo de Creatividad de Krebs” 
Lab: Acrónimo de concepto de “Laboratorio” 
I+D: Investigación y Desarrollo 
AM: “Additive Manufacturing” del inglés “Fabricación Aditiva” 
MDD: “Material Driven Desing” 
ACV: Análisis de Ciclo de Vida 
PL o TPL: Producción Limpia o Tecnologías de Producción Limpia 
DMS: “Distribution Management System” del inglés “Sistema de Gestión de la 
Distribución” 
3DP: “3D Printing” del inglés “Impresión tridimensional o 3D” 
FDM: “Fused Deposition Modeling” del inglés “Modelado por Deposición Fundida” 
DFAM: Diseño para la Fabricación Aditiva 
mm: milímetros 
kN: kilo Newtons 
mL: mililitros 
ºC: grados centígrados 
PC: policarbonato 
PP: polipropileno 
PHAs: polihidroxialcanoato 
g: gramos 
mm3: milímetros cúbicos 
min: minutos 
Producción y caracterización de materiales biobasados mediante impresión 3D 
17 
Teresa Fernández Rodríguez│ ETSIDI 
mm2: milímetros cuadrados 
N: Newtons 
MPa: Mega Pascales 
Pa: Pascales 
s: segundos 
DAFO: Análisis de Debilidades, Amenazas, Fortalezas y Oportunidades 
 
Producción y caracterización de materiales biobasados mediante impresión 3D 
18 
Teresa Fernández Rodríguez│ ETSIDI 
 
Producción y caracterización de materiales biobasados mediante impresión 3D 
19 
Teresa Fernández Rodríguez│ ETSIDI 
1. Justificación de la propuesta: Objetivos de 
Desarrollo Sostenible (ODS) 
 
El presente trabajo expone un sistema de producción circular por medio de la técnica de 
impresión 3D para la fabricación de materiales compostables y sostenibles creando 
lazos sociales y nuevas oportunidades económicas dentro de la sociedad. 
Por tanto, se enmarca en la denominada Agenda 2030 y se apoya en los Objetivos de 
Desarrollo Sostenible de Naciones Unidas (ODS) que recogen dicho compromiso. Tal y 
como indica la Vicepresidencia Segunda del Gobierno; “Los objetivos persiguen la 
igualdad entre las personas, proteger el planeta y asegurar la prosperidad como parte 
de una nueva agenda de desarrollo sostenible. Un nuevo contrato social global que no 
deje a nadie atrás” [1]. 
 
Ilustración 1. Círculo 17 Objetivos de Desarrollo Sostenible. Fuente: [2] 
En la Ilustración 1 podemos ver el círculo con los 17 ODS. A continuación, se van a 
presentar aquellos que tienen relación directa con el presente proyecto, identificando las 
metas de cada uno de ellos que tienen concordancia con el trabajo en cuestión. 
OBJETIVO 8. TRABAJO DECENTE Y CRECIMIENTO ECONÓMICO. 
‘Promover el crecimiento económico sostenido, inclusivo y sostenible, el empleo pleno 
y productivo y el trabajo decente para tod@s.’ 
 
8.2 Diversificación, tecnología e innovación 
‘Lograr niveles más elevados de productividad económica mediante la 
diversificación, la modernización tecnológica y la innovación, entre otras cosas 
centrándose en los sectores con gran valor añadido y un uso intensivo de la 
mano de obra.’ 
Producción y caracterización de materiales biobasados mediante impresión 3D 
20 
Teresa Fernández Rodríguez│ ETSIDI 
8.4 Producción y consumo eficiente y respetuoso 
‘Mejorar progresivamente, de aquí a 2030, la producción y el consumo eficientes 
de los recursos mundiales y procurar desvincular el crecimiento económico de la 
degradación del medio ambiente, conforme al Marco Decenal de Programas 
sobre Modalidades de Consumo y Producción Sostenibles, empezando por los 
países desarrollados, conforme al Marco Decenal de Programas sobre 
Modalidades de Consumo y Producción Sostenibles, empezando por los países 
desarrollados.’ 
 
OBJETIVO 9. INDUSTRIA, INNOVACIÓN E INFRAESTRUCTURA 
‘Construir Infraestructuras resilientes, promover la industrialización inclusiva y sostenible 
y fomentar la innovación.’ 
 
9.4 Modernizar infraestructura, tecnología limpia 
‘De aquí a 2030, modernizar la infraestructura y reconvertir las industrias para 
que sean sostenibles, utilizando los recursos con mayor eficacia y promoviendo 
la adopción de tecnologías y procesos industriales limpios y ambientalmente 
racionales, y logrando que todos los países tomen medidas de acuerdo con sus 
capacidades respectivas.’ 
 
OBJETIVO 11. CIUDADES Y COMUNIDADES SOSTENIBLES 
‘Lograr que las ciudades y los asentamientos humanos sean inclusivos, seguros, 
resilientes y sostenibles.’ 
 
11.6 Desechos y contaminación en ciudades 
‘De aquí a 2030, reducir el impacto ambiental negativo per cápita de las 
ciudades, incluso prestando especial atención a la calidad del aire y la gestión 
de los desechos municipales y de otro tipo.’ 
 
11.a Vínculos zonas urbanas, periurbanas y rurales 
‘Apoyar los vínculos económicos, sociales y ambientales positivos entre las 
zonas urbanas, periurbanas y rurales fortaleciendo la planificación del desarrollo 
nacional y regional.’ 
 
OBJETIVO 12. PRODUCCIÓN Y CONSUMO RESPONSABLES 
‘Garantizar modalidades de consumo y producción sostenibles.’ 
 
12.1 Planes de consumo y producción responsable 
‘Aplicar el Marco Decenal de Programas sobre Modalidades de Consumo y 
Producción Sostenibles, con la participación de todos los países y bajo el 
liderazgo de los países desarrollados, teniendo en cuenta el grado de desarrollo 
y las capacidades de los países en desarrollo.’ 
 
12.2 Uso eficiente de recursos naturales 
‘De aquí a 2030, lograr la gestión sostenible y el uso eficiente de los recursos 
naturales.’ 
 
12.3 Desperdicios de alimentos 
‘De aquí a 2030, reducir a la mitad el desperdicio de alimentos per cápita mundial 
en la venta al por menor y a nivel de los consumidores y reducir las pérdidas de 
alimentos en las cadenas de producción y suministro, incluidas las pérdidas 
posteriores a la cosecha.’ 
 
 
 
Producción y caracterización de materiales biobasados mediante impresión 3D 
21 
Teresa Fernández Rodríguez│ ETSIDI 
12.4 Gestión de desechos y productos químicos 
‘De aquí a 2020, lograr la gestión ecológicamente racional de los productos 
químicos y de todos los desechos a lo largo de su ciclo de vida, de conformidad 
con los marcos internacionales convenidos, y reducir significativamente su 
liberación a la atmósfera, el agua y el suelo a fin de minimizar sus efectos 
adversos en la salud humana y el medio ambiente.’ 
 
12.5 Prevención, reducción, reciclado y reutilización de desechos 
‘De aquí a 2030, reducir considerablemente la generación de desechos mediante 
actividades de prevención, reducción, reciclado y reutilización.’ 
 
Producción y caracterización de materiales biobasados mediante impresión 3D 
22 
Teresa Fernández Rodríguez│ ETSIDI 
2. Objetivos 
 
El presente trabajo tiene como objetivo principal presentar un modelo de producción y 
consumo circular, sostenible y localizado en la propia ciudad, reemplazando los 
materiales comúnmente utilizados por biomateriales compuestos de origen natural, 
cocinados con materias primas recogidas localmente. Este material servirá para fabricar 
productos de uso en ese mismo entorno, y tras el fin de su vida útil, podrá reintroducirse 
en el ciclo o desaparecer convirtiéndose en compost sin dejar ningún material nocivo 
tras ello.Se pretende conseguir un material con las condiciones apropiadas para la impresión 
tridimensional en una impresora 3D, promoviendo de esta manera una transformación 
del desarrollo de productos y su producción de manera sostenible. 
El proyecto nace de la necesidad de un modelo de producción y consumo sostenible 
que da lugar al diseño circular de materiales, donde entran en juego los biomateriales. 
Por lo que se expondrán las posibilidades que ofrecen estos materiales desde un punto 
de vista más accesible, a través de su producción con técnicas DIY, proponiendo un 
nuevo uso de los residuos orgánicos como restos de cáscara de huevo. 
Con ello, se pretende concienciar a todas las personas a que realicen un consumo 
consciente y responsable, llevándolas a pensar de qué están hechos los productos que 
consumen, quién los hace y cómo; creando una receta basada en el diseño circular a 
través de la autoproducción de biomateriales a base de subproductos procedentes de 
residuos orgánicos. 
Dentro de este diseño de biomateriales DIY, se pretende llegar a conseguir la impresión 
3D de estos materiales de base biológica de la manera más óptima y “revolucionar” este 
método de producción a través de una impresora 3D de comida que permite imprimir 
materiales de una consistencia y características determinadas (fluidez, viscosidad, 
resistencia…), previamente estudiadas. 
Por último, una vez realizado el estudio e investigación de las propiedades y condiciones 
del biomaterial necesarias para su impresión 3D, el objetivo es logar imprimir el material 
biobasado realizado a partir de cáscara de huevo realizando estructuras reticulares 
obtenidas a partir de la biomímesis y la bioinspiración. 
Entendiendo la práctica del diseño como acción política, se busca alinear los objetivos 
del proyecto con determinados valores para contribuir como agente de cambio. 
Además, este proyecto tiene como meta general abrir una nueva línea de investigación 
para futuros Trabajos de Fin de Máster u otros proyectos que avancen y amplíen el 
alcance de este tipo de iniciativas en el entorno de la ETSIDI (UPM) para lograr un 
impacto positivo y seguir desarrollando una comunidad más autosuficiente, colaborativa 
y sostenible. 
 
Producción y caracterización de materiales biobasados mediante impresión 3D 
23 
Teresa Fernández Rodríguez│ ETSIDI 
3. Introducción 
 
3.1 Cambio necesario: paso de una economía lineal a circular 
 
Desde la Segunda Revolución Industrial que tuvo lugar entre la mitad del siglo XIX y 
principios del XX, fábricas de toda Europa y Estados Unidos pudieron producir más 
bienes de consumo a un precio más bajo. Esto provocó unas condiciones de vida mejor, 
provocando un crecimiento exponencial de consumidores potenciales en todo el mundo 
y una consecuente producción de productos [3]. 
Es necesario volver a generar lazos y vínculos con el planeta y con todo lo que lo habita 
y cuidar el nuestro entorno. En este contexto, el diseño debe ejercer de agente de 
cambio y ayudar en la construcción de un modelo alternativo que permita un progreso 
sostenible. La crisis ecológica exige, pues, más atención en los marcos político-
económicos en los que se basa el sistema actual pero también en los materiales y en 
los procesos de fabricación [4]. 
El sistema actual en el que se produce y consume, conocido como economía lineal, 
centra su base en el concepto de: tomar-hacer-desechar. 
Este modelo lineal se ha mantenido hasta nuestros tiempos. Las empresas centraban 
sus intereses en producir y vender más y de esta forma generar más beneficios. Sin 
embargo, un informe del PNUMA4 predice que, si las tasas actuales de crecimiento y 
consumo se mantienen como hasta el momento, la demanda de recursos naturales se 
duplicará para el 2050, que para ese momento ya no estarán disponibles [5]. 
Este camino actual es despilfarrador, extractivista y responsable en gran medida del 
cambio climático y el agotamiento de los recursos. En este sentido, si se quieren 
alcanzar los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) y los compromisos de emisiones 
de gases de efecto invernadero (GEI) bajo el Acuerdo de París, debemos que adoptar 
un nuevo modelo económico [5]. 
Este modelo económico lineal ya no es sostenible, el crecimiento económico y el 
consumo y producción excesivo de productos está agotando los ecosistemas de la tierra 
de manera irreversible. La supervivencia del planeta (y de la humanidad) exige una 
revolución y un cambio radical [3]. 
La economía circular plantea un enfoque completamente distinto que permite estimular 
el crecimiento económico y generar empleo sin comprometer al medio ambiente, 
posicionándose como piedra angular para una recuperación económica resiliente y con 
bajas emisiones de carbono [5]. 
Impulsada por el diseño y sustentada por el uso de energías y materiales renovables, la 
economía circular revoluciona la forma en que se diseña, produce y consume. El modelo 
se basa en tres principios: 
1. Eliminar residuos y contaminación. 
2. Mantener productos y materiales en uso. 
3. Regenerar sistemas naturales. 
 
4 PNUMA: Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente 
Producción y caracterización de materiales biobasados mediante impresión 3D 
24 
Teresa Fernández Rodríguez│ ETSIDI 
Tal y como se muestra en la siguiente figura (Ilustración 2), las oportunidades de 
creación de valor en el marco de la economía circular se clasifican en ciclos técnicos y 
biológicos. En el ciclo técnico, los materiales y productos fabricados por el humano 
permanecen en uso el mayor tiempo posible. De este modo, el valor se crea mediante 
el intercambio, el mantenimiento, la reutilización, la remanufactura y el reciclaje. Por otro 
lado, en el ciclo biológico, después de haber pasado por múltiples usos, los materiales 
regresan a la naturaleza de forma segura, devolviendo así los nutrientes a la tierra y a 
los ecosistemas naturales [6]. 
 
Ilustración 2. Diagrama del sistema de economía circular de la Fundación Ellen McArthur. Fuente: [3] 
Asimismo, la aplicación de los principios de circularidad a los diferentes sectores podría 
suponer una reducción de materiales (y de costes) mediante el uso de la producción 
modular y la impresión 3D, la optimización del uso de la energía y la reutilización o el 
reciclaje de materiales de alto valor en la fase de deconstrucción. Por su parte, la 
reducción de la producción y el consumo de plástico puede evitar un tercio de la 
generación global de residuos plásticos para 2040 [5]. 
En los últimos años esta idea de economía circular ha cobrado mucho impulso, pasando 
de ser un sistema anecdótico, a una corriente más generalizada. Este reciente 
resurgimiento del interés no solo está siendo alentado por el agotamiento de los 
recursos, sino también por el desarrollo tecnológico, la urbanización, los costos e 
ineficiencias de los residuos y las oportunidades comerciales. 
 
Producción y caracterización de materiales biobasados mediante impresión 3D 
25 
Teresa Fernández Rodríguez│ ETSIDI 
3.2 Producción y ciudades sostenibles 
 
El sistema económico actual va de la mano de un planteamiento que entiende la 
naturaleza como un recurso infinito y muy barato que permite la acumulación ilimitada 
de riqueza por parte de unos cuantos. Por ilustrar con cifras, la cantidad de materias 
primas extraídas, cosechadas y consumidas en todo el mundo ha aumentado un 60% 
desde 1980 [6]. 
Según un estudio realizado por FabCity5, para 2054, el 70% de las personas vivirán en 
ciudades. Esta rápida urbanización presenta un gran desafío y, también, una buena 
oportunidad para cambiar el sistema. 
El desafío de “La Ciudad Fabulosa” comienza en 2014 cuando el alcalde de Barcelona 
retó a las ciudades a producir todo lo que consumen para 2054. Fab City Global Initiative 
está permitiendo este cambio, al permitir el regreso de la fabricación a las ciudades con 
el apoyo de unmodelo urbano de entrada de datos. El núcleo de la iniciativa es una red 
de ciudades, regiones y países (Ilustración 3) que se han comprometido con este reto, 
colaborando localmente para implementar nuevos modelos urbanos [7]. 
 
Ilustración 3. Red de ciudades Fab City Initiative. Fuente: [7] 
 
5 FabCity: Iniciativa que defiende que la sostenibilidad y la habitabilidad dependen de la acción 
colectiva y de soluciones co-diseñadas que beneficien al planeta y al futuro de la humanidad. 
Estos valores y visión están manifestados como una comunidad de práctica a través de diez 
principios rectores en 'The Fab City Manifesto' [7]. 
Producción y caracterización de materiales biobasados mediante impresión 3D 
26 
Teresa Fernández Rodríguez│ ETSIDI 
Actualmente, se ha de reinventar las ciudades y su relación con las personas y la 
naturaleza, relocalizando la producción para que las ciudades sean generadoras en 
lugar de extractoras, restauradoras en lugar de destructivas y empoderen en lugar de 
alienar; es importante trabajar para hacer ciudades y ciudadanos localmente productivos 
y globalmente conectados [7]. 
En FabCity tratan de generar un nuevo modelo urbano para transformar y dar forma a 
las ciudades cambiando el modo de obtener y utilizar los materiales, pasando de 
"Products-In Trash-Out"6 (PITO) a "Data-In Data-Out" 7(DIDO), tal y como se presenta 
en la Ilustración 4. Esto significa producir más dentro de la ciudad, junto con el reciclaje 
de materiales para satisfacer las necesidades locales a través de una creatividad 
también local. Las importaciones y exportaciones de una ciudad se encuentran, 
principalmente, en forma de datos (información, conocimiento, diseño, código) [8]. 
 
Ilustración 4. Un ecosistema de fabricación multiescalar y complementario. Fuente: [8] 
Por lo tanto, hay que trabajar de manera concertada y coordinada para reimaginar qué 
se puede hacer para vivir en armonía dentro de los límites de los recursos del planeta. 
 
6 Products In Trash Out: concepto que se refiere a la idea de meter los productos dentro de las 
ciudades, pero desechar por completo sus residuos fuera (economía lineal). 
7 Data-In Data-Out: concepto que se refiere a perseverar y utilizar los datos (información, 
conocimiento, diseño, código) dentro de las ciudades de forma circular y a su vez compartirlos 
de manera global, trabajando de forma conjunta. 
Producción y caracterización de materiales biobasados mediante impresión 3D 
27 
Teresa Fernández Rodríguez│ ETSIDI 
Por lo tanto, se propone un modelo para que las ciudades sean productivas y 
autosuficientes, creando una base de datos global de recetas sobre cómo se hacen las 
cosas, con qué y por qué. La Ciudad Fabulosa trata de una transformación radical, se 
trata de repensar y cambiar nuestra relación con el mundo material, para poder seguir 
viviendo en este planeta [8]. 
Sobre esta base, se cimientan los objetivos de este Trabajo de Fin de Máster (TFM) que 
pretende fomentar la utilización de materiales biopolímeros responsables con el medio 
ambiente y, además, conseguir una producción local y de kilómetro cero que sea 
sostenible para nuestras ciudades y el planeta. 
 
3.3 Cuidados y sostenibilidad: ecofeminismo 
 
Nuevas corrientes y autores de pensamiento contemporáneo han empezado a poner en 
crisis los sistemas epistémicos hegemónicos herencia de la modernidad. Se trata 
nuevos marcos de conocimiento que ayudan a pensar de forma diferente y a crear 
vínculos que potencien la interdependencia y los cuidados [4]. 
Desde el ecofeminismo8 se está contribuyendo, no solo a la equidad de género, sino a 
luchar por el planeta y por hacerlo más habitable. 
El punto de partida de los ecofeminismos son la consciencia de que la especie humana 
no puede vivir sin la interacción con la naturaleza o sin recibir cuidado. Los seres 
humanos viven encarnados en cuerpos que son vulnerables y finitos que necesitan de 
cuidados, como también es vulnerable y finito el planeta y sin el que el humano podría 
existir [4]. 
Teniendo como base el pensamiento de Haraway9, el investigador cultural y teórico del 
diseño Jaron Rowan propone una aproximación al diseño como una manera de hacer 
mundos y de cuidarlos, una manera de reconciliación con el medio. La aproximación 
erótica que propone Rowan es una herramienta epistémica para aceptar que los seres 
humanos no son autosuficientes, superando el individualismo dominante de hoy en día 
y aprendiendo a cuidar desde la práctica del diseño [9]. 
Esta erótica del diseño lleva implícita nuevas esferas de valor que cuestiona cómo 
funciona la relación de las personas con lo que ya existe, los cuidados mutuos y las 
redes de reparación, en vez de seguir únicamente generando objetos desde el 
extractivismo [9]. ¿Y si se les da un valor a los desechos de nuestra vida doméstica o 
de la producción industrial? 
 
8 Ecofeminismo: Corriente de pensamiento y movimientos sociales surgida de la mano del 
feminismo y del movimiento verde. Denuncia que la economía, la cultura y la política 
hegemónicas se desarrollan en contra de las bases materiales que sostienen la vida. La prioridad 
del ecofeminismo es poner en el centro la vida, tanto la de la humanidad como la del planeta, y 
proponer formas alternativas de reorganización económica y política para recomponer esos 
vínculos rotos entre lo humano y la naturaleza [107]. 
9 Donna Haraway: La profesora, desde una práctica epistemológica feminista, enfatiza en la 
necesidad de trazar vínculos y conexiones, defiende vínculos e interdependencias. Su ontología 
relacional plantea que las cosas no preexisten a sus relaciones y nos hace una invitación a 
'pensar con' y 'pensar desde' [4]. 
Producción y caracterización de materiales biobasados mediante impresión 3D 
28 
Teresa Fernández Rodríguez│ ETSIDI 
Esta idea propone la sostenibilidad como pilar fundamental para el cambio, para generar 
cambios y poner freno al desastre medioambiental se ha de cuestionar el actual sistema. 
Ya en los 70 Víctor Papanek animaba a diseñar para un mundo real y abordar las 
necesidades tanto sociales como ecológicas. Sin embargo, el diseño históricamente ha 
ignorado esta visión holística en beneficio del consumismo a corto plazo para el mejor 
rendimiento de los muchos actores implicados [10]. 
Monbiot10 es muy ilustrativo al hacer la siguiente reflexión para generar alternativas: al 
igual que el carbón, el capitalismo ha traído muchos beneficios, pero como el carbón, 
ahora se es conscientes de que causa más mal que bien. 
Si se han encontrado medios para generar fuentes de energía que son más eficientes y 
menos perjudiciales que el carbón, también encontraremos medios para generar 
bienestar humano y del entorno que sean mejores y menos perjudiciales que el 
capitalismo [10]. 
De este cuidado mutuo entre personas y naturaleza nace la necesidad de aplicar 
técnicas de diseño de materiales sostenibles que rompan con el estilo actual de 
economía lineal y el consumo y producción masiva de objetos. 
 
 
10 George Monbiot: el autor en sus títulos se esfuerza para volver a comprometerse con la 
naturaleza y descubrir una nueva forma de vida. En sus páginas demuestra cómo, restaurando 
y “resalvajizando” nuestros dañados ecosistemas, podemos traer la maravilla de nuevo a 
nuestras vidas [108]. 
Producción y caracterización de materiales biobasados mediante impresión 3D 
29 
Teresa Fernández Rodríguez│ ETSIDI 
4. Revolución en el diseño 
 
4.1 Pensamiento híbrido: intercambio de conocimientos 
 
Durante el último siglo, el diseño orientado hacia el desarrollo económico, tecnológico e 
industrial ha estado muy por encima de la conservación ecológica y cultural. Por esto, 
se ha llegado a un mundo insostenible creado a partir de nuestras decisiones de diseño 
[3]. 
Y aunque son muchos los diseñadores y creativos que defienden que diseño y ecología 
debería ser una práctica integrada, aún existenmuchos intereses económicos en el fast 
design11 y la producción masiva. 
En este contexto reflexionamos acerca de la necesidad del término de creatividad dentro 
de los campos de ciencia e ingeniería. Es usual relacionar este concepto con el arte o 
el diseño, pero creemos en la necesidad de llegar más allá. 
En su artículo “The Age of Entanglement”, que fue publicado en la edición inaugural del 
Journal of Design and Science (JoDS) en 2016, Neri Oxman expone cómo la ciencia, el 
diseño, la ingeniería y el arte se entrelazan entre sí en nuestro tiempo. Con el método 
busca trazar un mapa de estos cuatro dominios de exploración creativa, que intenta 
mantener a través de la visualización de la energía creativa que ella llama el Ciclo de la 
Creatividad de Krebs (KCC) que podemos ver en la Ilustración 5 [11]. 
Detrás de esta teoría se encuentra la idea de que el conocimiento no puede atribuirse o 
producirse únicamente dentro de los límites disciplinarios, sino que debe entrelazarse 
con diferentes disciplinas. De esta manera, Oxman intenta “establecer una cartografía 
tentativa, aunque holística, de la interrelación entre estos dominios, donde un reino 
puede incitar a la (r)evolución dentro de otro; y donde un solo individuo o proyecto puede 
residir en múltiples dominios " [11]. 
Se propone un mapa de cuatro dominios (ciencia, ingeniería, diseño y arte) en un intento 
de representar la hipótesis antidisciplinaria: que el conocimiento ya no puede adscribirse 
ni producirse únicamente dentro de los límites disciplinarios, sino que está 
completamente enredado [11]. 
Oxman sugiere múltiples formas de ver el gráfico: como un reloj, un microscopio, una 
brújula, un giroscopio. Independientemente de cómo se navegue por el espacio, imagina 
una salida de energía creativa, no muy diferente de la salida de energía química en las 
células vivas, como resultado del movimiento de fluidos de un reino a otro [12]. 
Hay que tener en cuenta que las fronteras que existen entre el diseño, el arte y la 
ingeniería son nebulosas. En el caso de la ciencia la existencia de este límite suele estar 
más consolidada [13]. 
 
11 Fast design: entendido de manera paralela al concepto viralizado de fast fashion, que se refiere 
a los grandes volúmenes de ropa producidos por la industria de la moda, en función de las 
tendencias y una necesidad inventada de innovación, lo que contribuye a poner en el mercado 
millones de prendas y fomentar en los consumidores una sustitución acelerada de su inventario 
personal [110]. 
Producción y caracterización de materiales biobasados mediante impresión 3D 
30 
Teresa Fernández Rodríguez│ ETSIDI 
El reto como diseñador en el ámbito de los materiales reside en destruir estos límites y 
utilizar la creatividad para encontrar materiales que satisfagan nuestras necesidades a 
la vez que son respetuosos con el entorno y sus recursos. 
 
Ilustración 5. Diagrama "Krebs Cycle of Creativity" por Neri Oxman. Fuente: [13] 
Producción y caracterización de materiales biobasados mediante impresión 3D 
31 
Teresa Fernández Rodríguez│ ETSIDI 
En cuanto a los estudios en laboratorios, también existen diferentes concepciones del 
término Lab12, muy de moda últimamente. Para Bruno Latour un laboratorio no es lo 
que pasa entre sus cuatro paredes, sino que “es sólo un momento en una serie de 
desplazamientos que desmontan por completo las dicotomías dentro/fuera y 
macro/micro […] lo que sucede en un laboratorio, lo micro, parte de una necesidad o de 
un interés que surge en el "mundo real de ahí fuera" [14]. 
En cuanto al diseño y producción de materiales sostenibles, factible en un modelo 
económico circular, el concepto de Lab juega un papel fundamental a la hora de cocinar 
y experimentar con materias primas, materiales y productos obtenidas de residuos en 
un contexto DIY. 
Se podríamos decir que el concepto de laboratorio pierde su sentido si lo que sucede 
entre sus paredes no se transfiere nuevamente a la sociedad. La cocina es un 
laboratorio (casero) abierto, pues está al alcance de todos y es flexible para adaptarse 
a las necesidades de sus usuarios. 
Por esta razón, la idea de los talleres y estudios de los artesanos y artistas, en los que 
se genera conocimiento se aproxima cada vez más a un espacio de investigación y 
trabajo entendiéndolo como un “conjunto de esferas y atmósferas mezcladas y en 
continuo cambio, como lugar de múltiples naturalezas” según se refiere a ellos James 
Ash [15]. 
Cualquier tipo de conocimiento producido dentro del taller no surge simplemente de 
cuerpos o cerebros individuales, sino que es coproducido con los objetos a partir de 
encuentros y sinergias entre diferentes ámbitos del conocimiento y el pensamiento. 
Son necesarios, por lo tanto, espacios de pensamiento híbridos para generar saberes 
más abiertos. La búsqueda de la sostenibilidad y el hacer las cosas de otra manera para 
cruzar fronteras en busca de un enfoque multidisciplinar y guiados por un espíritu de 
colaboración que fomenta el intercambio de conocimientos [14]. 
 
 
12 Lab: El término que gravita alrededor del concepto de “Laboratorio” (Lab) se remite, al menos 
históricamente, a un tipo de espacio instituido, acotado, no exento de contradicciones. Sus textos 
expresan que son espacios, laboratorios, donde se recurre a una metodología específica en el 
plano de la producción innovadora, con nuevas herramientas tecnológicas, contenidos 
interdisciplinares e información en red. Sin embargo, actualmente, se establece que el término 
Lab se ajusta, básicamente, al uso de Tecnologías de la Información y Comunicación (TIC) en 
un espacio-taller determinado, con una metodología de trabajo grupal e interdisciplinar, con 
actividades y producciones que pueden situarse entre el activismo social y la producción de 
objetos [109]. 
Producción y caracterización de materiales biobasados mediante impresión 3D 
32 
Teresa Fernández Rodríguez│ ETSIDI 
4.2 Diseño biomimético 
 
El ciclo de Krebs es una vía metabólica formada por reacciones químicas, es decir, es 
similar a un reloj metabólico que primero genera un flujo de creatividad, luego consume 
y luego vuelve a regenerar con el tiempo [11]. Si este metabolismo es bueno, te 
enriquecerá constantemente (de manera intelectual). 
Esta idea de basar los métodos de diseño en los funcionamientos normales del cuerpo 
humano es una corriente muy extendida en los últimos tiempos a la que se le denomina 
diseño biomimético13. Pero ¿por qué preguntar a la naturaleza ahora? [16] 
Porque no se puede permitir no hacerlo. Los seres humanos tienen el potencial innato 
de crear un mundo armonioso, regenerativo y que respalde el bienestar de toda la vida. 
Ahora es el momento de colaborar a nivel mundial para diseñar este mundo para el 
futuro de todas las especies [16]. 
La naturaleza es un modelo para la tecnología y, por lo tanto, fundamental para sentar 
las bases para el desarrollo de nuevos productos. La biomimética está empezando a 
formar parte del aprendizaje de métodos de diseño y desarrollo de producto, se usa 
como fuente creativa y por el potencial demostrado en combinación con otras 
metodologías [17]. 
El diseño basado en la biomímesis involucra tres elementos interdependientes [16]: 
- (Re) Conectar: La creciente conciencia de que los humanos, individualmente y 
como especie, son parte de la naturaleza, no separados de ella, a través de una 
conexión cada vez más profunda que honra la relación recíproca entre todos los 
seres vivos. 
- Emular: La práctica científica basada en la investigación de aprender y luego 
replicar las formas, procesos y ecosistemas de la naturaleza para crear diseños 
más regenerativos. 
- Ethos: La comprensión de que los seres humanos tienen la responsabilidad de 
conservar y proteger aquello de lo que están aprendiendo, así como de respetar 
los límites y principios planetarios de toda innovación inspirada en la naturaleza. 
Elbiomimetismo ayuda a diseñar con generosidad, obteniendo soluciones sostenibles 
más rápido. Circularidad, sostenibilidad, diseño regenerativo: todo significa que las 
cosas que hacen los humanos se convierten en una fuerza para restaurar la naturaleza 
que les rodea [18]. 
Nuestros ciclos de I + D son lentos y el cambio climático no esperará; debemos mirar 
los planos biológicos que han tenido éxito durante milenios para lanzar ideas 
innovadoras, más rápido. No es necesario reinventar las estrategias que ya están aquí, 
solo hay que aprender a adaptarlos [18]. 
Los innovadores recurren a la biomimética con la esperanza de lograr un producto único 
que sea eficiente y efectivo, fomentando la conservación de los ecosistemas y sus 
habitantes [18]. 
 
13 Diseño biomimético: Del griego, “vida” y “mímesis”, consiste en una imitación de los modelos, 
sistemas, procesos y elementos existentes en la naturaleza para resolver problemas humanos 
eficientemente [111]. 
Producción y caracterización de materiales biobasados mediante impresión 3D 
33 
Teresa Fernández Rodríguez│ ETSIDI 
Es importante elaborar estrategias biomiméticas útiles en el área de la ciencia de los 
materiales, desarrollando biomateriales que partan de comportamiento típicos de los 
ciclos naturales para que puedan volver a ella sin dañarla una vez terminada su vida 
útil. 
La práctica de la biomímesis se puede realizar cada vez más en aplicaciones de 
ingeniería debido al progreso en la fabricación aditiva (AM). La AM ha crecido 
enormemente en los últimos años, con mejoras en la tecnología y en las propiedades 
de los materiales resultantes que a veces superan las de las piezas equivalentes 
producidas mediante procesos de producción tradicionales [19]. 
Utilizar toda la complejidad permitida por AM es la clave para desbloquear el enorme 
potencial de esta tecnología para aplicaciones del mundo real, y la biomimetización 
podría ser fundamental en este sentido [19]. 
En la Ilustración 6 podemos ver el asiento bioinspirado en la naturaleza e impreso en 
3D diseñado por Lillian Van Daal. En la Ilustración 7 podemos ver las diferentes formas 
basadas en el diseño biomimético por las que la diseñadora de producto pasó hasta 
conseguir el resultado final. 
 
Ilustración 7. Proceso de obtención estructura reticular biomimética. Fuente: [20] 
Ilustración 6. Biomimicry: asiento impreso en 3D de Lillian Van Daal. Fuente: [112] 
Producción y caracterización de materiales biobasados mediante impresión 3D 
34 
Teresa Fernández Rodríguez│ ETSIDI 
4.3 Diseño distribuido 
 
El diseño distribuido es uno de los resultados de la intersección de dos tendencias 
mundiales: el movimiento Maker14 y la digitalización de la disciplina del diseño. Esta 
convergencia ha dado lugar al surgimiento de un nuevo mercado, en el que los 
individuos creativos tienen acceso a herramientas digitales que les permiten diseñar, 
producir y fabricar productos por sí mismos, o conectarse fácilmente a una red global de 
colaboradores para emprender aspectos de este proceso con ellos [21]. 
A medida que se intensifican los desafíos globales, tanto sociales como ambientales, se 
hace urgente cambiar el paradigma actual para apoyar la conectividad global y la 
productividad local donde "los bits viajan globalmente, mientras que los átomos 
permanezcan en el ámbito local" [21]. 
Lo que está surgiendo es un enfoque localizado y situado del diseño y la producción 
que, a escala doméstica, puede facilitar soluciones de diseño hiperlocales e 
hiperpersonalizadas con capacidad para satisfacer las necesidades individuales de los 
usuarios mediante el diseño digital con herramientas y plataformas que pueden 
aumentar los límites de los espacios físicos de diseño y producción [21]. 
El potencial local-global del diseño distribuido puede humanizar los procesos de 
producción y ofrecer una alternativa más sostenible a las complejas cadenas de 
suministro globales y una posible solución al exceso de consumo y a los ya conocidos 
males de la producción en masa. 
Este método pretende centrarse en el uso de cadenas de suministro de materiales 
locales y la producción distribuida a escala de la ciudad (kilómetro 0) como alternativa 
al movimiento de materiales y bienes desde la producción hasta el consumidor. Al igual 
que las cadenas de suministro y producción, el diseño también se descentraliza y, por 
tanto, se distribuye entre lugares, laboratorios, enfoques y culturas,… [21] 
Existen iniciativas como las que lleva a cabo “The Distributed Design Platform” 15 que 
proporciona un marco para que los diseñadores, creadores y creativos innoven en el 
campo del diseño hacia prácticas más sostenibles, inclusivas y colaborativas a través 
de las cuales los diseños pueden ser diseñados por Makers, vendidos a los 
consumidores a través de esta plataforma y producidos en FabLabs cercanos con 
materiales sostenibles. 
Para hacer realidad estas alternativas, es muy importante la infraestructura. Es decir, la 
difusión mundial de laboratorios o espacios de fabricación e instalaciones de producción 
distribuidas de pequeño a mediano tamaño que puedan proporcionar la base para una 
infraestructura de hardware situada en todo el mundo. 
 
14 Maker: este término representa una cultura que yuxtapone la cultura del DIY y abarca 
actividades orientadas a la ingeniería, la impresión 3D, el arte y las artesanías [126]. 
15 The Distributed Design Platform: esta plataforma se creó en 2017 y reúne a una base diversa 
de miembros de instituciones culturales y creativas, como Fab Labs, organizaciones culturales, 
universidades y espacios de creación. A lo largo de cuatro años, la Plataforma ha proporcionado 
programación y oportunidades en toda Europa para apoyar a los creativos emergentes que 
trabajan en el campo emergente del diseño distribuido [21]. 
Producción y caracterización de materiales biobasados mediante impresión 3D 
35 
Teresa Fernández Rodríguez│ ETSIDI 
5. Materiales y diseño circular 
 
Durante las últimas décadas, los diseñadores han diseñado, principalmente, productos 
que se tiran después de su uso. Es probable que la culpa no sea sólo de ellos. La presión 
de las empresas para crear productos rentables que se conviertan en best-sellers ha 
influido mucho en el diseño de los productos. En consecuencia, la generación anual de 
residuos sólidos urbanos per cápita en los países desarrollados se sitúa entre 1 y 2 
kg/día y entre 0,5 y 1 kg/día en los no desarrollados [22]. 
La actual economía lineal basada en el modelo de tomar-hacer-desechar se considera 
el principal contribuyente a esta gran cantidad de generación de residuos [23]. 
La economía lineal aumenta la escasez de recursos, hace que el precio de los recursos 
sea más volátil y degrada el valor de los productos y materiales al tiempo que contamina 
nuestro medio ambiente. Se ha propuesto un modelo económico circular para mantener 
el valor de los productos y materiales, minimizar la generación de residuos, luchar contra 
la escasez de recursos y reducir la huella en la naturaleza [24]. 
Inspirada en los ciclos naturales, la economía circular pretende cerrar los flujos de 
materiales industriales utilizando los residuos como fuente para producir nuevos 
productos y servicios (Ilustración 8). 
 
 
Ilustración 8. Diagrama del efecto del diseño circular en aspectos del diseño y la sociedad. Fuente: [25] 
Producción y caracterización de materiales biobasados mediante impresión 3D 
36 
Teresa Fernández Rodríguez│ ETSIDI 
Los actuales movimientos sociales de todo el mundo no se centran exclusivamente en 
los recursos y en las cuestiones medioambientales como lo hace la circular. Trabajar 
juntos, crear comunidades y aumentar su autosuficiencia son algunos de los objetivos 
en los que se está centrando la gente más arriesgada en hacer un cambio real y crear 
formas alternativas de vivir parcial o totalmente fuera del sistema [25]. 
La soberaníapuede definirse como el derecho de los individuos y las comunidades a 
tomar sus propias decisiones con respecto a algo. Si se piensa en la soberanía de 
diseño o de producción, se pueden definir estos conceptos como el derecho a tomar 
nuestras propias decisiones sobre la forma en que se diseña y produce todo. Para lograr 
estas soberanías se pueden considerar diferentes acciones [25]. 
Desde el punto de vista de los recursos, deben utilizarse materiales locales. Si los flujos 
no se gestionan localmente los posibles impactos ambientales derivados del transporte 
de recursos podrían mantenerse al mismo nivel que los sistemas de producción 
actuales. Además, el uso de recursos locales tiene impactos sociales positivos como la 
reducción de la dependencia de la comunidad de las importaciones, beneficiando a las 
economías locales y aumentando su autosuficiencia [25]. 
El biodiseño16 de materiales aborda nuevas perspectivas de diseño, a menudo radicales, 
sobre cómo integrar organismos vivos en los procesos de fabricación, herramientas y 
productos para mejorar su función y descubrir sistemas de producción alternativos y 
sostenibles [26]. 
La soberanía productiva puede lograrse si se proporcionan herramientas a los individuos 
para que produzcan todo lo que puedan imaginar o diseñar. Las nuevas tecnologías, 
como la fabricación digital, que crean una relación más estrecha entre las personas y 
las máquinas, podrían ayudar a estimular la autoproducción [27]. 
 
5.1 DIY: Diseño “Do It Yourself” 
 
¿Qué relación se crea entre los diseñadores y los productos cuando hay una implicación 
profunda con los materiales? ¿Y entre los usuarios y los productos? ¿Qué papel juegan 
los materiales a la hora de generar experiencias y emociones? ¿Se puede ir más allá 
para que la percepción se pueda transformar en emoción y en atribución de significado? 
¿Se puede hacer activismo a través de la materia? 
Dominar un material significa entender sus propiedades y la forma en que puede ser 
procesado o transformado en algo. Al adquirir este conocimiento se pueden crear 
nuevos procesos de producción, formas e identidades. Los materiales DIY son de gran 
interés para las comunidades, para aumentar su autosuficiencia. Permiten experimentar 
con los recursos locales, elaborar procesos de transformación propios y desarrollar 
soluciones creativas según las necesidades. Los materiales DIY pueden considerarse 
una fuente de conocimiento que puede ser compartirse entre comunidades bajo la idea 
de compartir y de conocimiento y democratización [25]. 
 
16 Biodiseño: A diferencia de la biomimética, el “Cradle to Cradle” o el diseño ecológico, el 
biodiseño se refiere a la incorporación de organismos vivos como componentes esenciales en el 
diseño, se adelanta a la imitación y al mimetismo en la integración y el uso, disolviendo los límites 
y sintetizando nuevos objetos vivos híbridos [113] [25]. 
Producción y caracterización de materiales biobasados mediante impresión 3D 
37 
Teresa Fernández Rodríguez│ ETSIDI 
Y es que el poder de los materiales está en que trascienden los límites de múltiples 
disciplinas. Pueden actuar como catalizador para unir a diferentes tipos de agentes, ya 
sean ingenieros, diseñadores, arquitectos, biólogos, botánicos, agricultores, artistas, 
ambientalistas o antropólogos. En esta búsqueda de la sostenibilidad, son muchos los 
diseñadores que se están convirtiendo en científicos o artesanos en emprendedores. 
Todos cruzando los límites para generar el cambio desde la colaboración y 
multidisciplinariedad, compartiendo ideas, impresiones y conocimiento. 
La naturaleza se ha convertido en un "compañero de trabajo” para los diseñadores. El 
término DIY se expande para crear nuevos materiales con recetas compartidas en 
internet. Por lo tanto, algunos diseñadores ya no se basan únicamente en materiales ya 
existentes, sino que toman un papel activo jugando con sustancias para descubrir 
nuevas combinaciones de materiales y su potencial innovador. 
Se ha de explorar nuevas maneras para diseñar una nueva generación de materiales 
híbridos que ayudarán a cambiar la manera de fabricar, pero también de consumir. 
Rognoli y Ayala-García investigan sobre cómo los materiales ejercen un importante rol 
para desencadenar los mecanismos emocionales. Conocer y entender esta dimensión 
es importante para crear productos que sean capaces de generar emociones y dejen de 
ser simples objetos y pasen a convertirse en elementos de conexión y es que el apego 
emocional tiene importantes implicaciones en términos de sostenibilidad, ya que los 
productos a los que tenemos afecto suelen tener ciclos de vida mucho más largos [28]. 
La búsqueda de nuevas conexiones con el mundo de los materiales ha expandido el 
movimiento DIY de la creación de productos hacia la creación de los materiales. El 
diseño DIY reflexiona sobre la fabricación y artesanía digital como una realidad cada 
vez más importante que abre caminos hacia la sostenibilidad y hacia una nueva 
artesanía [4]. 
Los materiales DIY son materiales de fabricación casera que pueden ofrecer nuevas 
funciones, expresiones y cualidades estéticas a los productos, muchas veces debido a 
su forma de producción artesanal y también al origen de la materia prima [29]. 
 
Rognoli, junto a otros académicos vinculados al grupo de investigación Materials 
Experience Lab17 definieron el concepto de Materiales DIY en 2015 como “aquellos 
materiales creados a partir de prácticas colectivas o individuales, a menudo 
desarrollados con técnicas y procesos inventados por el diseñador. Estos pueden ser 
materiales completamente nuevos, modificados o incluso versiones modificadas de 
materiales existentes” [30]. 
Los estudios realizados por Rognoli y Ayala han demostrado que existe un valor 
emocional relacionado al tipo de autoproducción y a la experimentación vinculada a ella. 
Los materiales DIY conectan con el interés de los diseñadores en conseguir expresiones 
materiales únicas, ya que el desarrollo del material tiene un gran impacto en todo el 
proceso creativo [31]. 
 
17 Materials Experience Lab es un grupo de investigación liderado por la Dra. Elvin Karana y la 
Dra. Valentina Rognoli vinculado a varias universidades de diseño [114]. 
Producción y caracterización de materiales biobasados mediante impresión 3D 
38 
Teresa Fernández Rodríguez│ ETSIDI 
The Material Generation es un término acuñado por Camilo Ayala-García 18en su tesis 
doctoral para referirse a una nueva generación de diseñadores que son conscientes de 
las posibilidades que surgen cuando un proyecto comienza con la generación de 
material [31]. 
De esta manera, Ayala-García ubica la teoría de materiales DIY como la intersección 
entre tres macro áreas de investigación: materiales para el diseño, las prácticas DIY y 
el diseño sostenible vinculado a la economía circular y a la innovación social [31]. 
No es suficiente con tomar medidas preventivas para reducir la generación de residuos 
alimenticios sino también es necesario abordar el desperdicio existente y convertir los 
desechos en bienes útiles para el desarrollo sostenible. 
Esta aproximación de los materiales DIY es la de activistas contra el sistema de 
producción masiva. El término “Activismo Material” fue acuñado por Miriam Ribul como 
una manera de identificar una low technology para democratizar la producción y 
desarrollo de materiales [32]. 
Todas estas aproximaciones a los materiales autoproducidos son concretadas por el 
Materials Experience Lab a través del Manifiesto de los Materiales DIY (Ilustración 9): 
Ilustración 9. Material Clubs. Fuente: [33] 
 
18 Su investigación doctoral se centra en describir y definir el fenómeno de la autoproducción de 
materiales mediante la creación de un marco teórico de referencia con una serie de pasos para 
desarrollar materiales desde un enfoque de diseño experimental [4]. 
 
Producción