Con el propósito de ofrecer nuevas fuentes de alimentación a través de innovaciones tecnológicas y del uso de materiales diversos, la Universidad Autónoma de Coahuila (UAdeC) realiza una investigación para desarrollar estructuras de alimentos en 3D, con dimensiones reales de productos tradicionales, mediante el uso de una impresora con esta tecnología.
Jorge Luis Guía García, profesor investigador del Centro de Investigación e Innovación Científica y Tecnológica (CIICyT), explicó que ante la sobrepoblación mundial diversos países buscan alternativas de alimentación, y entre ellas la impresión 3D es una de las más prometedoras. Por ello, la universidad decidió sumarse a esta línea de trabajo para explorar materiales que contribuyan a su avance.
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“Vamos a analizar la funcionalidad de los mucílagos, (compuesto sintetizado por plantas que tiene una consistencia gelatinosa) como es el caso del nopal, porque actualmente se utilizan polímeros sintéticos o comestibles”, señaló.
Otros posibles materiales provienen de la cáscara de semillas utilizadas para la extracción de aceites —como la chía—, que normalmente son desechadas.
El objetivo es ofrecer una alternativa innovadora a través de los alimentos 3D, “una tecnología que actualmente está muy en auge y muy desarrollada en Europa y Asia”, añadió. Desde Coahuila, se busca “poner nuestro granito de arena” y utilizar productos o materiales de la región que puedan ser útiles para desarrollar estructuras 3D funcionales “que realmente puedan servir como alimentos”.
¿Cómo funciona la impresión 3D de alimentos?
Una estructura 3D consiste básicamente en un alimento creado mediante una impresora “en el que se aprecian las diferentes dimensiones; no es un alimento plano, como una laminilla, sino un producto con volumen, tal como un alimento completo”, explicó.
Esto significa que la apariencia del alimento coincide con la del original, utilizando ingredientes naturales no modificados. “Si queremos hacer un nugget, debe tener toda la apariencia de uno, y para ello se parte de elementos relacionados con su estructura inicial”.
En el laboratorio, el proceso comienza con el diseño computacional del alimento que se desea recrear; posteriormente, ese modelo se envía a la impresora 3D, similar a las utilizadas en la industria del plástico.
Aquí surgen los principales retos, ya que “la impresora ejecuta el diseño con las matrices o materiales seleccionados para preparar el alimento”, pero éste debe mantener una consistencia adecuada para poder manipularse y, finalmente, ser ingerido.
“Es como si fuera imprimiendo capa tras capa, y vamos a analizar la funcionalidad de los mucílagos —como el del nopal—, que al contacto con el agua libera una sustancia viscosa. Eso son los mucílagos”, detalló.
Dado que el alimento impreso debe conservar su consistencia, actualmente se realizan pruebas con estos compuestos para evaluar su capacidad de generar alimentos 3D funcionales “que puedan servir como matriz”.
Aprovechar recursos locales para combatir la crisis alimentaria
Esta tecnología tiene múltiples aplicaciones, entre ellas la estructuración de polímeros sintéticos o comestibles. Sin embargo, el equipo de la UAdeC busca alternativas locales, “porque la crisis alimentaria no tiene fronteras y puede presentarse en cualquier país en cualquier momento”.
“Estamos evaluando los residuos que quedan tras extraer aceites de chía o linaza, que son productos caros. Una vez extraído el aceite, la cáscara no se aprovecha, y nosotros queremos estudiar los mucílagos que se pueden obtener de estos residuos para ver si son útiles en la generación de estructuras 3D”, agregó.
Las pruebas también incluyen el desarrollo de los diseños digitales y la evaluación de la funcionalidad del material, buscando igualar características como textura, resistencia y capacidad para soportar diferentes temperaturas durante la impresión.
Esta fase inicial es la más prolongada; una vez superada, “podremos definir qué tipo de alimento producir, quizás no un trozo de carne, sino algo más sencillo”.
Crisis alimentaria impulsa la búsqueda de nuevas opciones
La desnutrición es un problema grave en México, especialmente en comunidades vulnerables. El Programa Institucional 2020–2024 de Seguridad Alimentaria Mexicana (Segalmex) reconoce la urgencia de atender esta situación y propone estrategias para combatirla y promover una alimentación sana y nutritiva. En este contexto se enmarca el presente proyecto de investigación.
“El interés por la impresión 3D de alimentos ha crecido y se prevé que sea una tecnología alimentaria disruptiva y transformadora en los próximos años”, explicó el doctor Guía García.
Esta técnica se basa en la fabricación aditiva, un método que produce objetos mediante la fusión de capas de materiales a partir de modelos tridimensionales, empleando transiciones de fase o reacciones químicas.
Retos y desafíos de la impresión alimentaria
Entre los principales desafíos se encuentran la reología —la ciencia que estudia cómo los materiales se deforman o fluyen ante tensiones—, la precisión estructural, la estabilidad de la forma, la compatibilidad con métodos tradicionales de cocción (como el horneado o el secado) y la velocidad de impresión, es decir, lograr que el alimento sea realmente imprimible.
El uso de biopolímeros como celulosa, quitosano y almidón, según investigaciones internacionales, ha permitido obtener consistencias adecuadas para formar alimentos. Las propiedades reológicas —viscoelasticidad, capacidad de hinchamiento y límite elástico— juegan un papel clave en este proceso.
La búsqueda de nuevas fuentes de polímeros y colorantes naturales resulta crucial para el avance de esta tecnología, ya que impulsa materiales más sostenibles y opciones alimenticias diversas y saludables.
México ante el potencial de los “nuevos alimentos”
Estudios realizados en el Reino Unido y la Unión Europea destacan que los “nuevos alimentos” son ingredientes que no se han consumido significativamente antes de 1997. Pueden incluir extractos vegetales, ingredientes de algas, microorganismos o materias primas procesadas de forma innovadora. Antes de su comercialización, es esencial determinar si requieren autorización previa.
México ocupa el cuarto lugar mundial en diversidad vegetal, y destacan las especies de zonas semiáridas, que producen biomoléculas con propiedades únicas frente a condiciones extremas. Sin embargo, la información sobre su composición y funcionalidad aún es limitada.
El proyecto de la UAdeC aborda los desafíos alimentarios persistentes en México, especialmente en comunidades rurales, donde la desnutrición crónica afecta al 21 por ciento de los niños, mientras que el 24 por ciento de los menores de 12 años padece sobrepeso u obesidad.
Las investigaciones se desarrollan en colaboración con la Universidad Autónoma Agraria Antonio Narro, con el objetivo de crear alimentos 3D mediante biopolímeros naturales extraídos de plantas del semidesierto chihuahuense.
Innovación sustentable y colaboración científica
Este enfoque, alineado con la economía circular, busca generar alternativas alimenticias sostenibles con propiedades nutricionales mejoradas para combatir la desnutrición y el desabasto futuro, garantizando la seguridad alimentaria ante el cambio climático y el crecimiento poblacional.
“El proyecto representa una contribución significativa al conocimiento científico y tiene un impacto directo en la sociedad, al fomentar la colaboración multidisciplinaria y el desarrollo de soluciones efectivas para mejorar la nutrición en México”, concluyó el investigador.
La iniciativa responde a los Objetivos de Desarrollo Sostenible de la ONU:
Hambre Cero, al desarrollar alimentos nutritivos y sostenibles.
Salud y Bienestar, al mejorar la nutrición y reducir enfermedades relacionadas con la alimentación.
Producción y Consumo Responsables, mediante el uso de biopolímeros naturales y prácticas de economía circular.
Además, se alinea con los Programas Nacionales Estratégicos de Soberanía Alimentaria, Salud y Medio Ambiente, fortaleciendo la autosuficiencia alimentaria, la salud pública y el uso sostenible de los recursos naturales.
Perspectivas y próximos pasos
En Europa, los avances en alimentos 3D son notables: ya existen carnes veganas impresas completamente, con texturas y fibras que simulan la carne real, gracias a impresoras de alta gama.
México, reconoció el investigador, “aún está en pañales” en esta materia, pero el objetivo es impulsar que otros científicos exploren el potencial de esta tecnología, aplicable no sólo a alimentos, sino también a la industria farmacéutica, por ejemplo, para diseñar tabletas mediante impresión 3D.
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Liliana Flores, directora del CIICyT, destacó que el centro es multidisciplinario y sus integrantes trabajan con distintos enfoques, pero con el objetivo común de responder a las necesidades del entorno. “Trabajamos con presupuesto federal, pero también generamos recursos mediante proyectos, servicios y colaboración con el sector productivo y social”, precisó.
Actualmente, el centro cuenta con siete investigadores de tiempo completo, cada uno con entre uno y dos proyectos activos. En el caso del proyecto de alimentos 3D, su duración estimada es de un año. Otros proyectos enfocados en servicios o asesorías pueden extenderse de uno a tres meses, según su naturaleza.
e&d
