La biomímesis busca inspiración en la naturaleza y en los sistemas naturales. Después de millones de años de jugueteo, la Madre Naturaleza ha elaborado algunos procesos eficaces. En la naturaleza no existen los residuos: todo lo que sobra de un animal o una planta es alimento para otra especie. La ineficacia no dura mucho en la naturaleza, y los ingenieros y diseñadores humanos suelen buscar en ella soluciones a los problemas modernos. He aquí siete sorprendentes ejemplos de biomimetismo.
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Piel de tiburón = Traje de baño
Los trajes de baño inspirados en la piel de tiburón recibieron mucha atención de los medios de comunicación durante los Juegos Olímpicos de verano de 2008, cuando los focos apuntaban a Michael Phelps.
Observada con un microscopio electrónico, la piel de tiburón está formada por innumerables escamas superpuestas denominadas dentículos dérmicos (o «pequeños dientes de piel»). Los dentículos tienen surcos que recorren su longitud alineados con el flujo de agua. Estos surcos interrumpen la formación de remolinos, o remolinos turbulentos de agua más lenta, haciendo que el agua pase más rápido. La forma rugosa también desalienta el crecimiento de parásitos como las algas y los percebes.
Los científicos han sido capaces de reproducir dentículos dérmicos en los trajes de baño (que ahora están prohibidos en las grandes competiciones) y en el fondo de los barcos. Cuando los barcos de carga pueden exprimir aunque sea un solo porcentaje de eficiencia, queman menos combustible y no necesitan productos químicos de limpieza para sus cascos. Los científicos están aplicando la técnica para crear superficies en los hospitales que resistan el crecimiento de las bacterias: éstas no pueden agarrarse a la superficie rugosa.
Castor = Traje de neopreno
Los castores tienen una gruesa capa de grasa que les mantiene calientes mientras bucean y nadan en sus entornos acuáticos. Pero tienen otro truco en la manga para mantenerse calientes. Su pelaje es tan denso que atrapa bolsas de aire caliente entre las capas, manteniendo a estos mamíferos acuáticos no sólo calientes, sino también secos.
Los ingenieros del Instituto Tecnológico de Massachusetts pensaron que los surfistas podrían apreciar esa misma capacidad, y crearon una pieles de goma, parecidas a la piel que, según dicen, podrían fabricar «materiales bioinspirados», como trajes de neopreno.
«Nos interesan especialmente los trajes de neopreno para el surf, donde el deportista se mueve con frecuencia entre el aire y el agua», dice Anette (Peko) Hosoi, profesora de ingeniería mecánica y directora asociada del departamento del MIT. «Podemos controlar la longitud, el espaciado y la disposición de los pelos, lo que nos permite diseñar texturas que se adapten a determinadas velocidades de inmersión y maximizar la región seca del traje».
Termitero = Edificio de oficinas
Las madrigueras de las termitas parecen de otro mundo, pero son lugares sorprendentemente cómodos para vivir. Mientras que la temperatura exterior oscila de forma salvaje a lo largo del día, desde mínimos de 30 a máximos de 100, el interior de un termitero se mantiene estable a unos cómodos (para una termita) 87 grados.
Mick Pearce, arquitecto del Centro Eastgate de Harare (Zimbabue), estudió las chimeneas y túneles de refrigeración de los termiteros. Aplicó esas lecciones al Centro Eastgate, de 333.000 pies cuadrados, que utiliza un 90% menos de energía para calentar y enfriar que los edificios tradicionales. El edificio cuenta con grandes chimeneas que aspiran naturalmente aire fresco por la noche para bajar la temperatura de las losas del suelo, igual que los termiteros. Durante el día, estos forjados conservan el frescor, reduciendo en gran medida la necesidad de aire acondicionado suplementario.
Fresa = Velcro
El velcro es un ejemplo ampliamente conocido de biomimetismo. Es posible que de joven hayas llevado zapatos con tiras de velcro y seguro que en tu jubilación podrás llevar el mismo tipo de calzado.
El velcro fue inventado por el ingeniero suizo George de Mestral en 1941, después de quitarle las rebabas a su perro y de decidir cómo funcionaban. Los pequeños ganchos encontrados en el extremo de las agujas de las fresas le inspiraron para crear el ahora omnipresente velcro. Piénsalo: sin este material, el mundo no conocería el salto de velcro, un deporte en el que personas vestidas con trajes completos de velcro intentan lanzar sus cuerpos lo más alto posible sobre una pared.
Ballena = Turbina
Las ballenas llevan mucho tiempo nadando por el océano, y la evolución las ha convertido en una forma de vida súper eficiente. Son capaces de sumergirse cientos de metros bajo la superficie y permanecer allí durante horas. Mantienen su enorme tamaño alimentándose de animales más pequeños de lo que el ojo puede ver, y potencian su movimiento con unas aletas y una cola supereficientes.
En 2004, científicos de la Universidad de Duke, la Universidad de West Chester y la Academia Naval de EE.UU. descubrieron que las protuberancias del borde delantero de una aleta de ballena aumentan enormemente su eficiencia, reduciendo la resistencia en un 32% y aumentando la sustentación en un 8%. Las empresas están aplicando la idea a las palas de las turbinas eólicas, los ventiladores de refrigeración, las alas de los aviones y las hélices.
Pájaros = Jets
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Las aves han sido capaces de aumentar la distancia que son capaces de volar en más de un 70 por ciento mediante el uso de la forma de V. Los científicos han descubierto que cuando una bandada adopta la conocida forma de V, cuando un pájaro bate las alas crea una pequeña corriente ascendente que eleva al pájaro que viene detrás. A medida que cada pájaro pasa, añade su propia energía a la carrera ayudando a todos los pájaros a mantener el vuelo. Al rotar su orden a través de la pila, reparten el esfuerzo.
Un grupo de investigadores de la Universidad de Stanford cree que las aerolíneas de pasajeros podrían ahorrar combustible siguiendo la misma táctica. El equipo, dirigido por el profesor Ilan Kroo, imagina escenarios en los que los aviones de los aeropuertos de la Costa Oeste se reúnen y vuelan en formación de camino a sus destinos de la Costa Este. Viajando en forma de V, con aviones que se turnan al frente como hacen los pájaros, Kroo y sus investigadores creen que los aviones podrían utilizar un 15 por ciento menos de combustible en comparación con los que vuelan solos.
Loto = Pintura
La flor de loto es algo así como la piel de tiburón de la tierra firme. La superficie microrrugosa de la flor repele de forma natural las partículas de polvo y suciedad, manteniendo sus pétalos relucientes. Si alguna vez has mirado una hoja de loto al microscopio, habrás visto un mar de pequeñas protuberancias en forma de uñas que pueden rechazar las motas de polvo. Cuando el agua rueda sobre una hoja de loto, recoge todo lo que hay en la superficie, dejando una hoja limpia.
Una empresa alemana, Ispo, ha dedicado cuatro años a investigar este fenómeno y ha desarrollado una pintura con propiedades similares. La superficie microrrugosa de la pintura aleja el polvo y la suciedad, disminuyendo la necesidad de lavar el exterior de una casa.
Bichos = Recogida de agua
El escarabajo Stenocara es un maestro recolector de agua. Este pequeño insecto negro vive en un entorno desértico duro y seco y es capaz de sobrevivir gracias al diseño único de su caparazón. El dorso del Stenocara está cubierto de pequeñas y suaves protuberancias que sirven como puntos de recogida de agua condensada o niebla. Todo el caparazón está cubierto de una cera resbaladiza, parecida al teflón, y está canalizado para que el agua condensada de la niebla matutina se canalice hacia la boca del escarabajo. Es brillante en su simplicidad.
Investigadores del MIT han conseguido basarse en un concepto inspirado en el caparazón del Stenocara y descrito por primera vez por Andrew Parker, de la Universidad de Oxford. Han creado un material que recoge el agua del aire con más eficacia que los diseños existentes. Unos 22 países de todo el mundo utilizan redes para recoger el agua del aire, por lo que este aumento de la eficacia podría tener un gran impacto.