Biomímesis. 5 Inventos a partir del código libre de la Naturaleza.

Follow my blog with Bloglovin Por Tony Owen.

Ornitóptero Modelo inspirado en la obra de Leonardo da Vinci. Opera Laboratori Fiorentini

Nosotros, como humanos, aprendemos por imitación. Las neuronas espejo, responsables de hacernos sentir una mayor empatía y de que se nos peguen los bostezos (aquí más de uno bostezará), también nos ayudan a replicar parte del saber que nos es tan útil para desenvolvernos en nuestro entorno. Por otra parte, no se ha demostrado que las personas que imitan ciertas modas tengan neuronas, de ningún tipo. Y según vamos desarrollando la personalidad y formándonos como individuos, en lineas generales, solemos ir perdiendo esa capacidad de observación, esa ductilidad mental, y la disposición para absorber nueva información. A ese deterioro contribuyen la pérdida de la capacidad de asombro y el engreimiento.

De tal falo...

 Como dictan las leyes naturales, lo que no se usa, se atrofia. De nosotros depende el mantenernos conscientes y alertas a nuestro alrededor y a la historia. Es importante hacer esto y dedicar un tiempo a la reflexión e investigación para hallar las opciones más eficientes en la resolución de desafíos y conflictos, ya no sólo como individuos (a un nivel más limitado y particular), sino como especie.

Por suerte, hay gente que dedica su vida a ello y científicos e ingenieros de todo el mundo, han puesto mayor empeño en las últimas décadas en volver a rescatar esa capacidad de aprehender y aprender del medio que nos rodea todo el saber que puede darnos y que disfrutemos de las ventajas de dichos avances, a pesar de que la difusión de esas mejoras, no tenga siempre el alcance deseado.

Aunque esto lo llevamos haciendo desde antes de ser unos Homo Sapiens en toda regla, es en estos últimos años cuando vemos que está contagiando en la comunidad científica y tecnológica. A este resurgir y a esa ciencia que se dedica exclusivamente a analizar el saber milenario de la naturaleza, que lleva milenios de experimentos a sus espaldas (no se nos olvide que formamos parte de esa naturaleza),  para poder aplicarlo en nuestras tecnologías, se le ha dado el nombre de Biomímesis.

Da Vinci ya hacía caricaturas del Dios musulmán. ;

Como decía, la imitación ya nos viene de antiguo. Por ejemplo, en el sueño por emular a las aves, Da Vinci estudió su estructura, la relación de las plumas y los huesos, el aleteo etc. Más tarde, con los materiales de los que disponía, tratar de llegar a soluciones, más o menos acertadas. Pero sin duda sus estudios resultaron bastante útiles a los que vinieron después.

Los pintores empiezan también imitando, hasta que tras muchos años de práctica y de conocer bien el comportamiento de los materiales, de manejar las técnicas y de saber mezclar los colores, pueden entonces crear con mayor acierto y conocimiento de causa.

Ciertamente, en nuestra sociedad, la copia está mal vista y va implícita una pérdida clara del valor de la pieza reproducida a partir de la original. Pero entendamos el contexto: la copia en nuestro entorno sociocultural, demuestra que uno no tiene autosuficiencia, capacidad propia para crear o llegar a soluciones, además de ir en detrimento del respeto por el esfuerzo ajeno del que sí lo ha conseguido. Mas en el contexto en el que estamos enmarcando esta ciencia, nos referimos a la copia para el aprendizaje y el beneficio común de nuestra especie, llegar a soluciones más eficientes y respetuosas con el medio ambiente en el cual vivimos. En definitiva, para aprender a hacer las cosas bien.

A continuación, algunos de los avances que se han desarrollado gracias a la biomimética, y otros descubrimientos que están por venir, pero antes, click en el play y a cantar, que lo estáis deseando, no os resistáis :D.

1 Tecnología de pulmones anti emisiones

A nivel de ecología y medioambiete, podemos resaltar los avances que han realizado a partir del estudio de los pulmones y de cómo deja pasar unos gases separándolos de otros. Esto se está empleando para capturar mejor el CO2 de las pilas de combustión. Se han fijado, principalmente, en dos adaptaciones de los pulmones que permiten una eliminación más eficiente del CO2: una membrana finísima permeable, y las enzimas especializadas en transformar químicos, como la anhidrasa carbónica, que facilita la eliminación de CO2 de nuestro organismo.

La empresa Carbozyme Inc, ha diseñado una membrana permeable artificial basándose en el diseño pulmonar, que reduce de un modo impresionante las emisiones de CO2 (Estamos hablando del una reducción del 90% al 95%. No me lo creía así que me fui a los documentos de reportes de la empresa y, efectivamente, eso dicen). Entre sus otras virtudes, tenemos los siguientes: no contiene químicos tóxicos ni subproductos, supone un ahorro de energía entre el 30% y el 50% con respecto a las demás tecnologías actuales, es inoxidable y no se le forman sales, recicla casi toda el agua que reutiliza y parte del calor y utiliza un sistema modular lo cual facilita su producción instalación, ampliación o reparación.

De momento parece ser que están tratando de solventar la tasa de producción para la creciente demanda y el abaratamiento de la purificación de la enzima, entre otros retos. Están logrando con cada membrana capturar una tonelada de CO2 por día, y gracias a los moluscos -que también tienen la enzima de la anhidrasa carbónica-, sabemos que se puede aprovecharse ese CO2 en materiales de construcción.

2 Las Termitas, ni sudan ni tiritan

Y  precisamente, en lo relativo a construcción y arquitectura, es fascinante ver lo que ha logrado el arquitecto Michael Pearce para el proyecto el que le propuso la Old Mutual, una compañía de seguros e inmobiliaria.

Michael, atendiendo a la los termiteros, extrapoló ese conocimiento y lo adaptó a la construcción del Eastgate en Harare, Zimbabue, consiguiendo que ahorrasen 3,5 millones en instalación y mantenimiento de aire acondicionado.

Los termiteros utilizan entradas de aire en la base y chimeneas para mantener la temperatura adecuada para el cultivo de los hongos de los que se alimentan. Estos hongos crecen exactamente a 30'5ºC , lo cual es todo un dilema cuando vives en un entorno que puede llegar a variar entre los 1'6ºC y los más de 40ºC, de ahí que hayan desarrollado esta manera tan peculiar de construir sus hogares-granja. Y como se aprecia en la imagen, ahora podemos construir de un modo más natural y eficiente.

 

Y como decía Gaudí : "El arquitecto del futuro se basará en la imitación de la naturaleza, porque es la forma más racional, duradera y económica de todos los métodos".

Desde luego, esperemos que el "arquitecto del futuro" lleve mejor los plazos de entrega que el arquitecto catalán con la Sagrada Familia, porque si no... nos pasará como los del siguiente vídeo:

3 No más clavos, más almejas

Dean Cameron, fundador de Junlox, se ha encontrado en su vida con muchas almejas cerradas, así que se dedicó a inventar cosas. Pero aprendió como funcionaban, ahora ha aplicado este sistema a materiales de construcción, juntas para piezas de bricolaje, almacenaje, transporte modular, reparaciones subacuáticas etc. Toda una revolución.

 www.joinlox.com 

Bueno, en el vídeo se entiende perfectamente, porque explicarlo es más complejo pero vamos a intentarlo: El diseño de sus distintos cierres, como se puede apreciar, son una serie de formas salientes y entrantes que encajan entre si, con una pieza "serpenteante" entre ambas, encajando partes convexas y cóncavas con sus homónimas. Al desplazarse la figura con forma ondulada central y quedar las partes convexas yuxtapuestas a las cóncavas, se genera una presión uniforme en toda el área de la superficie.

Me he esforzado en evitar las coñas fáciles con las almejas que se abren o se cierran, los de Joinlox son muy majetes y me han caído bien.

Para mi que el secreto radica seguramente en esto. e c e d   :) (algún friki lo entenderá)

4 Pájaros no tan locos

El pájaro carpintero, Melanerpes aurifrons, coge su pico y lo escamocha contra los troncos entre 18 y 22 veces por segundo, realizando el tamborileo característico con el que se comunica. Pero cuando se dedica a horadar los árboles que ya están secos, lanza picotazos más espaciados, soportando una deceleración en el impacto de 1200 G. Para poner los datos en perspectiva, un boxeador puede tener una aceleración de más de 1G (9,14 m/s en pruebas realizados a Chad Dawson). Le pregunté a Fernando de Fuente acerca de los datos de un puño de Tyson, resulta que puede llegar a pegar con la fuerza equivalente a 720kg... no me quiero imaginar el daño cerebral que podría ocasionar golpearse la cabeza contra un tronco tantas veces y a esa velocidad. ¿Cómo logran los Pájaros Carpintero no acabar locos con tanto golpe en la cabeza?

Análisis por rayos x de la intrigante anatomía de esta rara avis.

Analizando su estructura craneal y su pico,
han descubierto varios puntos clave:
la forma del pico, el hueso poroso, el músculo de la garganta y el hioides, el cráneo y el espacio entre este último y el cerebro, ocupado por el líquido cefalorraquídeo. Todos estos factores han permitido, tras ser imitados, crear una versión humana del sistema de absorción de impactos, logrando soportar golpes de hasta 60000 fuerzas G sin que el núcleo de las máquinas alojados en la cobertura se vieran afectadas mínimamente.

He preparado un pequeño vídeo explicando la relación tecnológica con su correspondencia en la anatomía ornitológica de nuestro xilófago amigo.

¿Y cómo osar a hablar del pájaro carpintero, sin poner al naturalista español por antonomasia? Aquel quien tantas siestas nos robó con sus documentales, con su narrativa tan característica: el grandísimo Félix Rodríguez de la Fuente. Él ya profetizaba, con sus anotaciones en su cuadernillo de campo, las maravillosas características del formidable pajarillo. Además nos recuerda que el pájaro carpintero o Pico Picapinos, no mata ni seca a los árboles, sino que agujerea los que ya están secos por dentro y en ellos tiene su nido. Lo mismo que Alfonso Díez, el esposo de la Duquesa de Alba.

5 Y colores en el viento descubrir

Las mariposas han inspirado la tecnología de la siguiente generación de pantallas: Las IMOD, Pantallas moduladoras interferométricas o pantallas de modulación interferométrica -También está la tecnología TMOS, basado en el mismo sistema-, son pantallas que aprovechan la luz ambiental para producir colores, con lo que consumen menos batería y se ven mejor que las pantallas emisivas. A través de los sistemas micro electro-mecánicos (MEMS) han podido emular la manera de reflejar esos vivos colores de este insecto.

Foto de Charles Krebs

Las alas de las mariposas -así como las plumas de los pavos reales-, dejan entre capa y capa de esas "escamas" o capas, una cavidad con aire, que al entrar la luz ambiental y rebotar contra el patrón que tienen, generan unas interferencias (constructivas y destructivas) que hacen variar la onda  que determina el color de la luz descompuesta que sale reflejada de sus alas.

Variando el espacio que hay de aire, cambia la longitud de onda, y con ella el color resultante.
En la imitación humana, el color de cada píxel viene dado por la suma de tres subpíxeles.
Si se les aplica una cierta carga eléctrica, se cierran y  produciendo interferencias constructivas a longitudes de onda ultravioleta, por lo que ése subpixel a efectos prácticos, resultaría como negro a nuestro ojo. Jugando con la combinación de los tres subpíxeles se generan los distintos colores.

Se entiende de un modo más visual en el siguiente vídeo de la compañía Qualcomm, los que se han encargado de desarrollar estas pantallas para lectores electrónicos tablets (está en inglés pero las imágenes son bastante claras):

Estas pantallas son además biestables, es decir, permiten cierta configuración para mantener la visualización de la imagen que ya está cargada sin necesidad de refrescar constantemente la pantalla, lo cual supone un consumo de batería casi nulo.

A parte de las ventajas ya mencionadas se tarda mucho menos en producir que un LCD (las pantallas de modulación interferométrica se pueden construir en 12 pasos frente a los 128 de un LCD, se pueden producir en tamaños muy distintos, -desde pantallas de desde 1/2" (12 mm aprox) hasta 110" o más grandes incluso-. Resiste en un mayor rango de temperaturas, la velocidad de conmutación de colores es 1000 veces superior a las pantallas actuales, con mayor vida útil y ya hay prototipos flexibles...

Y la lista de ventajas sigue.

Hay muchos otros inventos fascinantes inspirados en la naturaleza, desde el velcro hasta tejidos antibacterias inspirados en la piel de los tiburones. Mi misión de presentaros algunos de los avances hechos a partir de ser más conscientes y empáticos con nuestro entorno la doy por concluida.

Valoremos a esa gran maestra que es la naturaleza y cuidémosla.

Ahora os toca investigar a vosotros.

Os dejo con este tema, que nos recuerda que tu y yo no somos más que mamíferos... ;)

Espero que os haya gustado 

¡Y feliz verano!

Tony Owen.