La naturaleza como espejo: 10 biomímesis del arte, la ciencia y la tecnología

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Mauricio Hdez. Cervantes

@mauhercer1

«Mantén tu amor a la naturaleza, porque es la verdadera forma de entender el arte», defendía hace siglos Vincent Van Gogh. Hoy, la cita sigue vigente. Friedrich Nietzsche sostenía, a su vez, que los humanos nos encontramos muy a gusto dentro de la naturaleza porque esta no tiene una opinión sobre nosotros. Dante Alighieri fue incluso más contundente: «La naturaleza es el arte de Dios».

A lo largo de la historia hemos visto cómo –desde el arte y la arquitectura hasta la innovación tecnológica y científica– la misma naturaleza ha inspirado incontables expresiones humanas. Nuestra constante e intensa interacción con ella nos ha llevado a imitarla; es decir, a hacer biomímesis (o a imitar a la vida, literalmente). En este sentido, es difícil no pensar en la Sagrada Familia, cuyas columnas interiores se inspiran en las robustas estructuras arbóreas. El propio Antoni Gaudí llegó a decir, de hecho, que «el arquitecto del futuro será aquel que imite a la naturaleza». Albert Cervera, fundador de la web Simbiotia y experto en la humanización de organizaciones a través de la naturaleza, asegura que las soluciones a los problemas actuales de nuestras sociedades se encuentran ya dispuestos en la propia naturaleza. Incluida, en efecto, la crisis la crisis climática global. «Simplemente no nos hemos detenido lo suficiente a observarla y a entenderla», defiende. Y ejemplifica: «Basta observar los bosques: se cae un árbol e inmediatamente unos hongos lo descomponen y lo convierten en nutrientes». Es por ello que a continuación mostramos 10 ejemplos en los que la naturaleza ha inspirado a la tecnología, el arte y la ciencia.

Un «tren bala» con cabeza de pájaro

El «tren bala» japonés, inaugurado hace poco más de 30 años, contaba en origen con un diseño similar al de un proyectil. Pero esto suponía un problema: aquella forma causaba un efecto sonoro muy molesto cuando el tren salía de algún túnel; tal era la amplitud del ruido que producía que este se escuchaba a más de 25 kilómetros de distancia. Aquel diseño generaba una compresión tan fuerte de la masa de aire dentro del túnel que, al salir, esta se descargaba de forma completamente repentina, produciendo un fuerte estruendo.

El ingeniero jefe del proyecto –que, además, era ornitólogo– buscó en la naturaleza las respuestas necesarias para enmendar el error, terminando por encontrarlas precisamente en el martín pescador: un pájaro que puede entrar al agua a pescar a velocidades altísimas sin apenas salpicar. El pico de este ave es alargado y, mirándolo de frente, éste simula dos triángulos contrapuestos. Ello se suma a su cabeza, más corta en relación al pico. El diseño aerodinámico del pájaro reunía, así, las características que le permitían romper la barrera del agua más fácilmente. Esas mismas fueron las adaptaciones que hicieron los ingenieros nipones al morro del tren: de este modo, se volvía posible romper la masa de aire dentro de los túneles y eliminar el sonido al salir. Esos cambios, además, incrementaron su velocidad –pues se presentó un 30% menos de resistencia al aire– y redujeron notablemente su consumo energético.

Encontraron las respuestas en el martín pescador: un pájaro que puede entrar al agua a pescar a velocidades altísimas sin apenas salpicar

Los búhos como forma de volar en silencio

La respuesta de que los antiguos aviones fueran más ruidosos que los actuales se halla, nuevamente, en las aves. No obstante, no se trata del mismo pájaro: en este caso, la fuente de inspiración fue el búho, una de las aves más sigilosas y silenciosas durante el vuelo. Hace décadas, un grupo de ingenieros estadounidenses se dio cuenta que estos pájaros tienen, por lo menos, tres tipos de atributos físicos que les permiten volar en silencio: una cresta de plumas rígidas a lo largo del borde delantero del ala; una franja flexible en el borde exterior del ala; y un suave material en la parte superior. La empresa Airbus aplicó las dos primeras características al diseño de las alas de sus aviones y logró reducir, así, gran parte del molesto sonido asociado a la aviación.

La sostenibilidad térmica y las termitas africanas

La obra urbana estuvo a cargo del arquitecto Mick Pearce y se encuentra en Harare, la capital de Zimbabue, donde las temperaturas suelen ser extremadamente altas. El proyecto Eastgate abrió en 1996: es el complejo comercial y de oficinas más grande del país africano. La característica principal de este edificio es su regulación térmica sostenible y su refrigeración constante, independientes de cualquier tipo de sistema mecánico. Pearce se inspiró en los sistemas de túneles y ventilación que tienen las termitas para evitar los contrastes térmicos que pueden variar hasta 40 grados entre el día y la noche.

La construcción logró funcionar de este modo mediante una «refrigeración pasiva»: gracias a los materiales y al diseño, la temperatura se regula automáticamente sin ser manipulada por controles o máquinas. Así, durante las primeras horas del día el edificio está fresco, al igual que las temperaturas exteriores. Posteriormente, a lo largo de la jornada se calienta, sobre todo a causa del aumento de la temperatura exterior y el tránsito y las actividades de la gente. No obstante, la alta capacidad de absorción térmica de sus materiales –igual que la del barro húmedo en el interior de los túneles de las termitas– permite captar el calor, expulsando su exceso mediante unas chimeneas que actúan igual que los túneles de salida de estos insectos.

El estadio-nido contra seísmos 

El Estadio Nacional de Pekín, hogar de celebración de los Juegos Olímpicos de 2008, también es conocido como el «estadio nido de pájaro». Basta con mirarlo para comprobar por qué: la fuente de inspiración para su creación no fue otra que la misma naturaleza. Aún hoy es considerado como una de las maravillas más excelsas de la ingeniería. No solo por su atrevida estética, sino por la ligereza de los materiales y la estructura con que se construyó. Su colosal estructura, que cuenta con la forma de una silla elíptica, tiene 333 metros de largo y 294 de ancho. A día de hoy, es la estructura de acero más grande del mundo.

Una calefacción de algas

La ciudad alemana de Hamburgo se convirtió en el año 2013 en la primera urbe con un edificio realmente «verde»: el edificio, cuya fachada está compuesta por paneles de vidrio llenos de micro algas cultivadas mediante luz solar, agua y dióxido de carbono, no es absolutamente estático. Los paneles pueden –y así lo hacen– moverse en la dirección del sol para generar, mediante su energía, tanto calor como aislamiento del ruido exterior. El sistema, al que se le conoce como Bio Intelligent Quotient (BIQ), también permite calentar agua mediante los estímulos a las micro algas.

La fachada del edificio está compuesta por paneles de vidrio llenos de micro algas cultivadas mediante luz solar, agua y dióxido de carbono

De cardos, velcros y astronautas

En 1941, el ingeniero suizo George De Mestral, durante un paseo en el campo alpino, se dio cuenta de que los cardos silvestres se pegaban a su pantalón y al pelaje del perro que lo acompañaba. El fenómeno le llamó tanto la atención, que más tarde desarrolló el cierre de gancho y bucle que hoy conocemos como velcro: cuenta exactamente con el mismo funcionamiento que tenían los ganchillos de los cardos y los hilos de su ropa y el pelo del perro. Más allá de este uso, el sistema fue utilizado tiempo después para los trajes espaciales de la NASA y las bandejas de comida de los astronautas: así es como podían adherirse a una superficie estando en un espacio de gravedad cero.

El pegamento de los mejillones

Los mejillones y los percebes se adhieren constantemente tanto a las variadas superficies rocosas como al fondo de los barcos en el agua. Lo cierto es que estos animales cuentan con un hidrogel natural que les permite pegarse a superficies especialmente resbaladizas. Con esto en mente, un grupo de investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) se propuso desarrollar un material similar (e incluso más fuerte) al adhesivo de los mejillones. Lo lograron: se trata de un pegamento artificial compuesto de agua en un 90%. El hidrogel cuenta con una fuerza de unos 1.000 julios; es decir, el equivalente a la fuerza que tienen los cartílagos y los tendones en los huesos.

Telarañas humanas, telarañas de acero

Una telaraña es, en relación a su peso, hasta tres veces más resistente que el acero. Es por eso que un equipo de la Universidad de Washington-Saint Louis presentó hace un par de años un método de elaboración de telas de araña mediante bacterias diseñadas gracias a la ingeniería genética. De acuerdo con Fuzhong Zhang, principal investigador del proyecto, si bien «en la naturaleza hay una gran cantidad de materiales basados en proteínas que cuentan con propiedades mecánicas sorprendentes», a veces «el suministro de estos materiales es limitado». Esa es la razón que respalda su trabajo para reproducir (y mejorar), mediante microbios, esos materiales.

Una telaraña es, en relación a su peso, hasta tres veces más resistente que el acero

¿Bañadores o tiburones?

En este caso, la fuente de inspiración se esconde en la piel de estos depredadores marinos. Así, la marca de bañadores Speedo creó su modelo Fastskin (en castellano, piel rápida) mediante la imitación de la piel de los tiburones. El principio es sencillo: en comparación con otras pieles, la piel de los escualos evita más la fricción con el agua, lo que le permite ser uno de los animales más rápidos del mar.

Los robots que imitan a las hormigas

Los tribots, pequeños robots relativamente sencillos en lo individual, se vuelven complejos cuando interactúan de manera colectiva: exactamente como lo hacen las hormigas. Cada uno de ellos pesa 10 gramos y tienen tareas diferenciadas: no solo reaccionan colectivamente dependiendo de la tarea, sino que incluso pueden transportar juntas objetos inmensamente más pesados que ellas.

Tal como declaró la investigadora Zhenishbek Zhakypov, «sus movimientos se basan en los de las hormigas Odontomachus. Estos insectos normalmente se arrastran, pero para escapar de un depredador juntan sus poderosas mandíbulas para saltar de hoja en hoja». Los Tribots replican este mecanismo de catapulta, exactamente como si fuesen hormigas de verdad.