Biomimesis: tecnología inspirada en la naturaleza
Miriam Quesada Chavarría
miriam.quesada@enlacecr.com
- La Biomimesis habla de reconectar y recuperar la Biofilia: el amor y la conexión con la naturaleza.
La Semana Internacional de la Ciencia y de la Paz se celebra del 5 al 11 de noviembre y su objetivo es la promoción de la paz y generar conciencia sobre la relación entre la ciencia y la paz. Como parte de los avances que se hacen para establecer una conexión entre la tecnología y la naturaleza, surgió la biomimesis.
La biomimesis es la ciencia que estudia a la naturaleza como fuente de inspiración de nuevas tecnologías para resolver los problemas humanos. Plantea que la inspiración en la naturaleza no se puede reducir sólo a emular dispositivos, sino a concebir tecnologías que sean compatibles con la biodiversidad; mediante el fundamento de que la naturaleza es el único modelo que perdura por millones de años. La biomimesis habla de reconectar con la Tierra y recuperar la biofilia (amor y conexión con la naturaleza).
A modo de ejemplo: no sirve de nada crear un tejido inspirado en las plumas de las aves para que sea más liviano, si es producido en un sistema de explotación laboral y transportado por camiones contaminantes.
Janine Benyus, científica y autoridad mundial en el campo de la biomimesis postula que dado a que la naturaleza tiene más de 3800 millones de años de experiencia creando formas de vida que se adaptan a todos los ambientes; si hay que desarrollar alguna tecnología, hay que preguntarse ¿cómo lo hubiera resuelto la naturaleza?
Esta técnica puede ser aplicada en muchos campos: desde los negocios, la ecología, diseño, construcción, es cuestión de plantearnos el problema y analizar cómo hizo la naturaleza para solucionarlo.
La naturaleza como mentor en el desarrollo de nuevas tecnologías
Algunos ejemplos que demuestran como analizar y aplicar la naturaleza en los proyectos y problemas humanos puede tener grandes beneficios:
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Edificio que imita la termorregulación de los termiteros
El Eastgate Centre de Harare, Zimbague, es un complejo de oficinas que ha logrado mantener su interior a una temperatura constante y refrigerada durante todo el año, sin recurrir a altos costos energéticos de refrigeración. ¿Cómo lo ha logrado?
Imitando el diseño de los enormes termiteros de la especie de termite africana macrotermes michaelseni, un característico túmulo en forma de chimenea que puede medir varios metros de diámetro y altura. Investigadores de SUNY, estudiaron la habilidad de estos insectos para mantener el interior de los termiteros a una temperatura y humedad constante, pese a encontrarse en sitios con temperaturas que varían entre 3 y 42 grados Celsius.
Las termitas edifican sus nidos teniendo en cuenta los principios básicos de la termorregulación. Orientan su disposición en el eje norte-sur, su morfología, similar a una chimenea, disipa el aire caliente, menos pesado, renovando el aire más frío -y pesado- en la base, en una corriente iniciada en la red de conductos subterráneos excavada por legiones de termitas, que actúan como fuente de refrigeración. Para las termitas es indispensable mantener la temperatura precisa, que varía en apenas un grado a lo largo del día, a pesar del gran cambio de temperatura en el exterior, debido a que muchas cultivan hongos de los que se alimentan y solo sobreviven a una temperatura constante.
El arquitecto del Easgate Centre, aplicando los principios de termorregulación de los termiteros, logró que el edificio se mantenga fresco sin aire acondicionado y usa solo el 10% de la energía empleada por un edificio de oficinas convencional, ahorrando US$3,5 millones. La disminución en el uso de energía significa un gran ahorro para los propietarios de estos edificios.
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Tren “pico de martín pescador”
Los trenes serie 102 de AVE y los trenes bala japonés Shinkansen son conocidos como “pico de pato”, aunque lo correcto es “pico de martín pescador”. Su diseño está inspirado en el largo y agudo pico de esta ave. Anteriormente, cada vez que el tren salía de un túnel, la presión del aire ejercida sobre su “nariz”, creaba un gran ruido que molestaba a los residentes y a la fauna. La solución a este problema la encontraron en el martín pescador, ave que se zambulle en el agua para atrapar pequeños peces, con gran rapidez y precisión. Esto lo logra adoptando una aerodinámica que reduce al máximo la fricción del agua. Los ingenieros diseñaron la cabina del tren imitando el pico de esta ave y la posición que adopta al entrar al agua; el resultado fue la eliminación del ruido en los túneles, la mejora de su eficiencia energética en un 15% y una velocidad 10% mayor.
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La adherencia de los Gekos y los robots escaladores
La capacidad de los gekos y las salamanquesas, que se pueden adherir a techos y paredes por horas sin caer, se estudia desde la robótica para crear dispositivos que pueden trepar por cualquier superficie y en ángulos imposibles.
Los gekos logran adherirse a cualquier superficie, gracias a unas almohadillas adhesivas microscópicas en sus extremidades, sin requerir líquidos o gases u otras sustancias, simplemente una organización a escala molecular.
La Universidad de Stanford, trabaja en el desarrollo de una cinta adhesiva que adquiera esta capacidad de adherencia, una de sus propiedades es la adhesión direccional, un principio adhesivo que pegaría la cinta aplicándola hacia un lado, y la liberaría cuando la dirección es revertida intencionalmente.
La capacidad adherente de la cinta geco ya ha sido demostrada en Stanford, donde los investigadores la integraron en un robot bautizado como “stickybot”.
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El velcro y los cardos
El creador del velcro, Jorge de Mestral, analizó en detalle las semillas del cardo bardana que se enganchaban al pelaje de su perro. Al notar las pequeñas púas que se unìan como ganchitos creó este sistema de adhesión en telas, que se hizo famoso cuando la NASA lo utilizó en sus trajes espaciales. Logró 55 000 km de velcro al año.
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Pintura que repele el agua y la suciedad como las hojas de loto
Vista al microscopio, la planta de loto ha evolucionado para mantenerse limpia repeliendo el agua, cuando esta resbala por su superficie, arrastra las minúsculas particulas de suciedad y bacterias que serían una amenza para la supervivencia de la planta.
Gracias a este diseño, varios laboratorios han emulado la característica resbaladiza del loto, para crear pinturas y recubrimientos que se limpian con agua, así como telas repelentes a los lìquidos, utilizando menos sustancias químicas.
Documentos consultados:
https://www.lavanguardia.com/natural/20160524/402013701495/biomimesis-inventos-naturaleza.html
https://faircompanies.com/articles/biomimetica-10-disenos-que-imitan-la-naturaleza/