Siempre, hemos reconocido maravillados que la naturaleza es la más grande artista e ingeniera que existe; y es que basta con mirar a nuestro alrededor y observar todos los elementos que hay, para darnos cuenta de ello: la variedad de bellos paisajes, que parecen salidos de un cuento de hadas, o la anatomía de los seres vivos, que les proporcionan habilidades extraordinarias. En este sentido, la mayoría de los objetos, artefactos y tecnología en distintos ámbitos –por no decir que todos– fue creada a partir de imitar ciertas funciones anatómicas y/o biológicas perfectas de plantas, animales e, incluso, del mismo ser humano, con la intención de crear herramientas, precisamente, casi perfectas para la humanidad.
Un ejemplo de lo anterior es el tren bala de Japón, llamado Shinkansen, que es símbolo del brillante desarrollo tecnológico del país. Fue inaugurado el primero de octubre de 1964 y, en principio, era capaz de llegar cerca de los 270 km/h de velocidad, lo que representaba un gran problema cada vez que el tren pasaba por un túnel, pues comprimía aire, de modo que, al salir de éste, producía un ruido tan estrepitoso (como un disparo), que podía escucharse claramente a 400 metros de distancia, afectando constantemente a las zonas residenciales cercanas.
Curiosamente, Eiji Nakatsu, uno de los ingenieros de la compañía desarrolladora del tren, Japan Railway West, encontró la solución al problema, en el pájaro martín pescador. A Nakatsu le gustaba observar a las aves y se había dado cuenta de que dicha especie tiene la habilidad de entrar velozmente al agua, como una flecha, sin salpicar agua o apenas unas gotitas, y esto era posible gracias a la forma aerodinámica de su pico.
Con esto en mente, Nakatsu diseñó varios prototipos de la parte frontal del tren, asemejándolos al pico del martín pescador, e hizo diferentes pruebas. El modelo que menos ruido hizo fue el más exacto al pico del ave.
Nakatsu también modificó el pantógrafo ferroviario (el brazo superior del tren que transmite corriente eléctrica desde un cable al medio de transporte, como el trolebús), ya que éste, igualmente, contribuía al ruido estrepitoso del tren. El ave que proporcionó la solución a ese problema fue la lechuza, que se caracteriza por su vuelo silencioso, gracias a que sus plumas primarias poseen bordes dentados, que sirven para fragmentar el flujo del aire que pasa sobre ellas, disminuyendo el sonido a decibeles no perceptibles. De este modo, además de dentar los bordes del pantógrafo, también, rediseñó la base de éste, basándose en el abdomen liso del pingüino Adelia de la Antártida, que se desliza con un mínimo de resistencia al agua.
Con estas modificaciones, el nuevo tren bala, inaugurado en 1997, no sólo se hizo más silencioso, manteniéndose por debajo de los 70 decibeles (nivel fijado por el gobierno japonés, para zonas residenciales), sino que, también, aumentó su velocidad, siendo capaz de alcanzar los 320 km/h. Como dato curioso, continuando con las mejoras a este extraordinario medio de transporte, ahora, se trabaja en un tren de levitación magnética (muy futurista), que podría superar los 500 km/h.
La biomímesis o biomimética se refiere al proceso de diseñar y crear instrumentos y desarrollos tecnológicos a partir de observar y emular el comportamiento, características y/o formas de la naturaleza. El concepto cobró relevancia gracias al libro Biomímesis: Innovaciones inspiradas por la naturaleza, de la escritora estadounidense Janine Benyus, publicado en 1997, después de la inauguración del tren bala japonés.
La biomimética tiene aplicación en distintos ámbitos de la vida, como la arquitectura, la medicina, la ingeniería, la robótica, la óptica, sólo por mencionar algunos; además, aunque el concepto sea, relativamente, nuevo, su práctica existe desde hace siglos. Incluso, dentro de las mitologías de las civilizaciones antiguas, puede verse reflejada su aplicación. Por ejemplo, está el mito griego de Ícaro, un joven que voló muy cerca del sol con las alas que su padre, Dédalo, le había elaborado con plumas de ave y dándoles una curvatura similar a las alas de un pájaro, para que fueran efectivas.
Leonardo da Vinci fue una de las mentes que inventó e imaginó artefactos tomando como referencia a la naturaleza; por ejemplo, diseñó diversos elementos voladores o prototipos del futuro aeroplano, basándose en la anatomía y en el vuelo de las aves; y desarrolló sistemas hidráulicos, imitando el flujo de los ríos, entre otras cosas.
Como mencionamos al principio, es posible que muchos elementos y objetos que utilizamos hoy en día hayan sido creados teniendo a la naturaleza como musa; el avión, es, quizá, uno de los ejemplos más icónicos. Puesto que nos es imposible mencionarlos todos, a continuación, enlistamos sólo algunos ejemplos:
· El velcro: Esta forma de cierre fue creada por el ingeniero suizo George de Mestral, en 1948. Se dice que, mientras paseaba por el bosque, llamó su atención cómo los cardos, con su superficie áspera y con espinas, se adherían fácilmente a su ropa y al pelo de su perro. Al observar un cardo bajo un microscopio, notó que sus púas eran como pequeños ganchos flexibles, los cuales se enlazaban con superficies con curvas o bucles. Fue así como De Mestral desarrolló un sistema de cierre conformado por dos telas: una con fibras de gancho, y otra con fibras de bucle.
· Perfeccionamiento de las turbinas: Una turbina es un motor rotatorio que convierte la energía cinética de una corriente de agua, vapor o gas que pasa a través de él, en energía mecánica. El biomecánico Frank Fish sabía que el nado y los saltos elegantes de la ballena jorobada, pese a su tamaño, se deben, en parte, a unas protuberancias irregulares en la parte frontal de sus aletas, llamados tubérculos. Éstos, en conjunto con la angulación en que la ballena coloque sus aletas, le permiten aumentar o disminuir su velocidad, quedar suspendida en el mar y tener mayor estabilidad en el medio. De esta forma, Fish descubrió que era posible rediseñar las turbinas de aviones, submarinos y otros equipos, que fueran capaces de capturar mejor la energía del viento o el agua, para hacerlos más estables, ágiles y eficientes.
· Trajes para nadadores: El tiburón es uno de los peces más veloces del océano: esto se debe a las características de su piel, que tiene millones de diminutas escamas, que le ayudan a disminuir la resistencia al agua. Basados en dicho conocimiento, una marca deportiva creó un traje especial para nadadores y buzos, que permite a la persona desplazarse con mayor facilidad en el agua. De igual manera, científicos de la NASA desarrollaron un material que disminuye la resistencia aerodinámica, que resulta útil para la carcasa de barcos y submarinos.
· Edificio sustentable: Un gran ejemplo de la biomímesis aplicada a la arquitectura es el Centro Eastgate, en Harare, Zimbabue, un centro comercial y espacio de oficinas, cuyo arquitecto, Mick Pearce, se inspiró en la organización de las termitas para construir sus montículos de arena y mantenerlos frescos, para el almacenamiento de hongos. Para mantener frescas sus estructuras, los insectos crean sistemas de ventilación compuestos por conductos que se abren y se cierran, regulando las corrientes de aire. El edificio de Zimbabue cuenta con sistemas de calefacción y enfriamiento que siguen la lógica de las termitas, que permiten regular la temperatura de la construcción durante todo el año, de modo que el gasto de energía en ese período es sólo del 10 % en comparación con lo que consumen otros edificios de igual o menor tamaño.
· Materiales impermeables: Las flores de loto se caracterizan por tener unos nanopelos en su superficie, que las hace ser repelentes al agua o a otros fluidos, como el lodo o la miel; es por eso que se mantienen siempre limpias, a pesar de estar en entornos pantanosos. Gracias a este conocimiento, científicos e ingenieros han desarrollado diversos productos, como pinturas o telas, que son capaces de repeler agua u otro agente que pudiera ensuciar su superficie o la de los objetos tratados con estos productos (en el caso de las pinturas).
En el caso de la óptica, ciertas funciones básicas de las cámaras fotográficas se crearon gracias al entendimiento y a la imitación de cómo funciona la vista humana y la de algunos animales. El llamado diafragma, un mecanismo de la lente, que se abre o se cierra en distintos niveles, para permitir o bloquear la entrada de luz, se basó en el iris del ojo humano. De igual manera, la función de enfocar o desenfocar un objeto imita el papel del cristalino. En principio, las cámaras no eran tan precisas como la propia vista, pero, con el paso del tiempo y la evolución de la tecnología, se han ido mejorando, al grado de llegar a tener el alcance del ojo.
Por su parte, las cámaras 360°, que tienen la capacidad de girar completamente en distintas direcciones, como una pelota, están inspiradas en la visión de ciertos reptiles, que pueden mover sus ojos, precisamente, 360°, para observar todo lo que sucede a su alrededor. En esta misma línea, existen cámaras de video muy sofisticadas que traen un estabilizador integrado, el cual evita que la lente capte la turbulencia generada por la persona que sostiene a mano alzada la cámara. Es decir, aunque la cámara tiemble, la lente se mantiene estable, permitiendo que el video se vea bien y uniforme. Dicha función surgió de la imitación de la cualidad de las gallinas para mantener su cabeza fija y estable, a pesar del movimiento de su cuerpo.
En cuanto al urbanismo, tan sólo, el diseño de la circulación de las carreteras y calles está inspirado en la organización de tránsito de las hormigas, que van por la derecha y regresan por la izquierda.
Y en temas de medicina, sólo por mencionar un ejemplo, la capacidad de las lagartijas y otros reptiles de regenerar su cola está siendo estudiada para desarrollar dispositivos o tecnologías que permitan a los humanos poder regenerar ciertos tejidos perdidos.
¿Podría mencionar otros ejemplos?
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