Inventos indispensables hoy día… ¿copiados de la Naturaleza?

Naturaleza es sinónimo de bienestar. Pasear por bosques, jardines o simples parques contribuye a reducir el estrés y retrasar el deterioro cognitivo, entre muchos otros beneficios para la salud. Pero además nos inspira de muchas maneras… ¡y también a nuestra tecnología!

Es lo que se conoce como biomimética o biosíntesis. Es decir, tomar como modelo las formas de plantas y animales, así como algunas de sus capacidades, con el objetivo de mejorar la calidad de vida. (1)

Materiales más resistentes, vehículos más rápidos y seguros, sistemas de iluminación más eficientes… Muchos de los objetos que hoy forman parte de nuestro día a día se inspiraron en esas formas naturales.

Y esta es una tendencia que no deja de crecer, siendo la Madre Naturaleza el ejemplo que cada vez más personas siguen para alcanzar un objetivo concreto: cuidar del planeta con una tecnología sostenible y libre de contaminantes.

Objetos cotidianos inspirados en la Naturaleza

Hay ejemplos de biomimética sorprendentes, no ya solo por la historia que hay detrás de su desarrollo, sino también porque estamos tan habituados a ellos que cuesta creer que su origen fue, en muchos casos, una simple planta.

► El velcro que copiaron… ¡de una planta!

Eso es justo lo que ocurrió con el velcro, un “sofisticado” sistema de cierre que en 1941 patentó el ingeniero suizo George de Mestral tras observar los frutos de la planta bardana. Más en concreto, el hecho de que estos se enganchaban con facilidad a la ropa y luego eran muy difíciles de despegar.

Intrigado por esta peculiaridad, el ingeniero los observó al microscopio y descubrió que tenían unas aristas que acababan en garfio, lo que precisamente hacía que se engancharan. De ahí que la palabra “velcro” con la que nombró su invento procede de los términos franceses “velours” (terciopelo) y “crochet” (gancho). (2)

► El nylon, siguiendo el patrón de las arañas

Algo similar ocurrió con el nylon, en su caso tras observarse cómo una diminuta araña era capaz de tejer una tela tan resistente como el acero.

Tras un exhaustivo análisis de esa fibra, unos ingenieros descubrieron que su sorprendente capacidad se debía en realidad a la sinergia de varias propiedades mecánicas, incluidas una gran elasticidad y resistencia a la tracción. Y estos fueron justo los principios que se aplicaron para crear ese nuevo tejido tan resistente. (3)

► El sonar, un sistema propio de animales ciegos

Pero la ingeniería textil no es la única que se ha basado en la Naturaleza. Otra de las inspiraciones más conocidas de biomimética es la capacidad del murciélago para, aun siendo prácticamente ciego, no chocarse durante el vuelo.

Lo consigue gracias a los ultrasonidos que emite (no perceptibles para el oído humano). Estos, al rebotar sobre los objetos, le indican por dónde debe moverse… ¿Le suena? Efectivamente, es el mismo principio que se aplica en el sonar de los submarinos y barcos (el término procede del acrónimo Sound Navigation And Ranging, “navegación y rango de sonido” en inglés).

► El ventilador, ejemplo de proporción áurea

Otro ejemplo es el del ventilador, cuyas aspas tienen una forma nada casual: imitan la espiral de las caracolas o de algunos tipos de algas, entre muchos otros ejemplos.

La espiral es, de hecho, la forma geométrica más presente en la Naturaleza, lo que tiene bastante sentido: su proporción es perfecta -no en vano se denomina “proporción áurea” o “dorada”- y permite un gasto energético mucho más eficiente, pero sin que la velocidad alcanzada genere fricción, lo que favorece la supervivencia de esos seres vivos. (4)

Esta es la razón por la que esa misma forma se aplica en el diseño de todo tipo de sistemas de refrigeración, turbinas, propulsores…

► La aguja hipodérmica que imita… ¿a las serpientes?

Y, por último, pero no por ello menos importante, están los avances médicos desarrollados por biomimética. Por ejemplo, ¿sabía que la aguja hipodérmica (diseñada por el médico Alexander Wood en 1853),está inspirada en los colmillos huecos con los que las serpientes inoculan su veneno?

Aunque sin duda el campo de la salud debe mucho a la resiliencia de las plantas, es decir, su capacidad para adaptarse a las condiciones extremas del entorno para poder sobrevivir…

Hacia un mundo más sostenible

Los ejemplos anteriores son solo una muestra de la cantidad de objetos cotidianos que beben directamente de la Naturaleza, lo que no deja de tener su lógica. Y es que en la Tierra habitan animales, plantas y microorganismos desde mucho antes que el ser humano, y cuyas características les ha permitido evolucionar y adaptarse mejor a su entorno.

Por ello, la Humanidad no ha dudado en mirar a la Madre Naturaleza para dar con la respuesta a problemas que por sí solo el hombre no era capaz de solucionar.

Es lo que ocurre, por ejemplo, con los nuevos medios de transporte, como el tren de alta velocidad: son increíblemente rápidos, pero han traído consigo el problema de la fricción del aire (lo que puede poner en peligro su integridad y la seguridad de los viajeros) y de un ruido excesivo.

A estos problemas debieron enfrentarse los ingenieros del Shinkansen, el conocido como “tren bala” que recorre Japón a unos 300 km/hora.

¿Cómo lo solucionaron? Muy sencillo: se fijaron en las formas del martín pescador, una de las aves con mejor aerodinámica del reino animal, capaz de zambullirse en el agua a unos 72 km/hora (pesando tan solo 35 g, de media) y sin hacer el menor ruido.

Es por este motivo que el “tren bala” tiene esa forma tan peculiar (y que también se ha adaptado en algunos modelos del tren AVE): permite ir un 10% más rápido, emplear el 15% menos de energía y reducir considerablemente la contaminación acústica. (5)

Lo mismo sucede con las luces LED que poco a poco han ido reemplazando a las bombillas incandescentes. Su diseño procede de las luciérnagas, tras descubrirse que estos animales bioluminiscentes optimizan la luz que emiten -gracias a la oxidación de una sustancia llamada luciferina- por medio de las microestructuras que tienen en su superficie.

Al conocer esta particularidad los ingenieros se pusieron manos a la obra con el objetivo de replicar esa estructura y… ¡conseguido! Fueron capaces de reducir el gasto energético hasta en un 90%.

Otra cuestión, por supuesto, son los problemas oculares que conlleva la luz artificial, por lo que quizá haya que seguir observando a la Naturaleza para dar con una solución más saludable además de eficiente…

La arquitectura en general también se ha beneficiado de las formas naturales. Muchas de las construcciones que vemos hoy día se deben a ellas, siendo probablemente Antoni Gaudí el ejemplo más llamativo. Y es que el estilo único de este arquitecto siempre estuvo inspirado en la Naturaleza. Pero no solo por cuestiones estéticas, sino porque siempre consideró que esas formas eran las más eficientes. ¡Y tenía toda la razón!

Uno de los ejemplos más recientes es el Eastgate Centre de Harare (Zimbabue), un complejo de oficinas y centro comercial que copia su interior, sin necesidad de usar sistemas de refrigeración y de calefacción artificial (con todo el gasto energético y contaminación que ello implica). (6)

En concreto está inspirado en los nidos de la termita africana Macrotermes michaelseni, en cuyo interior hay una temperatura constante pese a que las regiones en las que se construyen sufren una oscilación térmica que va de los 3 a los 42º C.

¿Cómo lo consiguen? Pues aplicando de manera precisa los principios básicos de la termorregulación: la orientación es norte-sur y su forma de chimenea permite disipar el aire caliente (menos pesado), renovando el aire más frío en la base por medio de unos conductos subterráneos excavados que actúan como sistema de refrigeración.

Y eso es justo lo que se hizo en el Eastgate Centre. Tras escanear los termiteros crearon modelos tridimensionales de estos nidos que después adaptaron a la escala humana. ¡Sorprendente!

Y mucho más por descubrir…

Si los ejemplos vistos hasta ahora le parecen llamativos, no es nada comparado con algunos de los proyectos que ya se están desarrollando para mejorar nuestra calidad de vida.

Por ejemplo, los habitantes de regiones tan inhóspitas como los desiertos se enfrentan a diario al problema de encontrar agua. Ahora bien, el escarabajo del desierto de Namibia no tiene este inconveniente gracias a su sorprendente capacidad de… ¡recolectar el agua presente en el aire!

Consigue esto porque en la superficie de su caparazón se intercalan de manera precisa puntos hidrofóbicos (es decir, que repelen el agua) con otros hidrofílicos (que la atraen). A efectos prácticos esto permite que el caparazón pueda recolectar el agua condensada (de la niebla, de la humedad ambiental, del rocío…) y luego canalizarla directamente hasta su boca.

Pues bien, investigadores del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT, en Estados Unidos) han estudiado a fondo esta capacidad para crear mallas que tienen esa misma estructura y recolectar así el agua del desierto. (7)

¡Y esta es solo la punta del iceberg!

• La NASA está desarrollando materiales adherentes que no requieren sustancias químicas, sino tan solo aplicar la forma microscópica de las almohadillas adhesivas del lagarto geco, con las que puede trepar por superficies lisas sin esfuerzo. (8)
• Varios laboratorios han estudiado el “efecto loto”, una propiedad que tiene esta planta acuática originaria de Asia para eliminar los patógenos que acaban en su superficie simplemente usando las gotas de lluvia. Gracias a esas investigaciones se han desarrollado recubrimientos de todo tipo que no necesitan detergentes para limpiarse.
• Una empresa automovilística china ha creado un vehículo que imita la fotosíntesis de las plantas. Bautizado como “Ye Zi” (“hoja” en chino), se alimenta con energía solar, utiliza dióxido de carbono como combustible y solo expulsa al exterior oxígeno, reduciendo a cero la contaminación atmosférica. (9)

La Naturaleza ha servido de inspiración al ser humano desde hace siglos para mejorar su calidad de vida. Sin duda debemos seguir fijándonos en ella, y ojalá que en esta ocasión lo hagamos centrándonos también en el cuidado de este planeta que tanto nos ha dado.

¡A su salud!

Luis Miguel Oliveiras