La naturaleza ha servido de mucho a la ciencia por siglos, y en las últimas décadas, con el avance en ingeniería, robótica y la inteligencia artificial, esta inspiración se ha vuelto más poderosa.
A este enfoque se le conoce como biomimética o biomímesis, que trata de la idea de copiar las soluciones que los organismos vivos han desarrollado a lo largo de millones de años de evolución.
A continuación, las inspiraciones que la naturaleza le ha dado a la ciencia:
- Velcro
Este es uno de los ejemplos más antiguos y cotidianos de biomímeses. Tiene su génesis en 1941, cuando el ingeniero suizo George de Mestral regresó de un paseo donde notó que las semillas de cardo se pegaban tenazmente a su ropa y al pelaje de su perro.
Curioso por el caso, empezó a estudiarlas y las observó con un microscopio, con el que descubrió que estaban cubiertas de pequeños ganchos. Así nació el velcro, una tecnología simple, pero revolucionaria que imita un mecanismo vegetal.
- Superficies antibacterianas inspiradas en las alas de las libélulas
Las alas de algunos insectos, como las libélulas y las cigarras, tienen propiedades antibacterianas naturales, gracias a su estructura física. Estas alas tienen nanopatrones que rompen las membranas celulares de microbios al contacto.
Atraídos por este efecto, científicos han logrado desarrollar superficies antimicrobianas sin la necesidad de productos químicos, ideales para hospitales, quirófanos y dispositivos médicos.
- Edificios que respiran como termiteros
Las termitas africanas construyen montículos de barro que mantienen temperaturas internas estables, incluso cuando afuera hay calor extremo. Esto se logra a través de una ventilación pasiva basada en túneles y cámaras de aire que permite el flujo constante sin la necesidad de energía externa.
Este principio inspiró a arquitectos como Mick Pearce, quien diseñó el Eastgate Centre en Harare, Zimbabue. Este edificio usa un sistema similar de ventilación natural, reduciendo drásticamente el consumo de energía y aire acondicionado.
- Trenes de alta velocidad con pico de martín pescador
El tren bala Shinkansen, en Japón, viaja a lo largo de los ferrocarriles de alta velocidad en todo Japón a velocidades de 240 a 320 km / h (150 a 200 mph) y transporta a millones de pasajeros cada año. Sin embargo, cuando se diseñó por primera vez, las altas velocidades provocaron que se acumulara una onda de presión atmosférica frente al tren. Como consecuencia, cuando viajaba a través de los túneles, la ola causaba un fuerte «estruendo del túnel» en la salida, lo que molestaba a los residentes cercanos.
Los ingenieros buscaron una manera de que el tren viajara más silenciosamente sin sacrificar la velocidad. Fue entonces cuando miraron a la naturaleza para rediseñar el tren bala.
Se dieron cuenta de cómo los pájaros martín pescador pueden cortar el aire y sumergirse en el agua para atrapar a sus presas mientras apenas salpican. Tras estudiar al animal, los expertos rediseñaron la parte delantera del tren para imitar la forma del pico del martín pescador. Esto no solo ayudó a reducir el ruido, sino que también permitió que el tren viajara un 10 % más rápido usando un 15 % menos de electricidad.
- Robots inspirados en animales
Uno de los campos donde más se aplica la biomimética es en la robótica. Un ejemplo es el RoboBee, desarrollado por la Universidad de Harvard. Este es un robot de tamaño diminuto que es capaz de volar y posarse como insectos. Este invento podría utilizarse en polinización artificial o rescates en zonas de desastre.
Otros ejemplos son el BigDog y Spot, robots de Boston Dynamics. Estos robots imitan la locomoción de animales cuadrúpedos, permitiéndoles caminar por terrenos díficiles, mantener el equilibrio y reaccionar a obstáculos.
- Adhesivos como los pies de los geckos
Los geckos tienen la capacidad de escalar superficies lisas gracias a sus pequeños vellos llamados setas en sus patas, que generan fuerzas de Van der Waals con la superficie. Esto les permite adherirse sin pegamento.
La empresa NanoGriptech, conformada por ingenieros de la Universidad de Pittsburgh, ha conseguido replicar con éxito las fuerzas de adhesión por atracción que generan las patas de estos animales. Estos expertos lanzaron al mercado Setex, el primer adhesivo que no utiliza pegamento y no deja residuos. Además, es reutilizable y adaptable a configuración.
- Aviones que copian las alas de las aves
Las alas de las aves han sido objeto de investigaciones por sus particularidades. No solo sirven para volar, sino que se adaptan al viento y tienen la capacidad de mantener la estabilidad y eficiencia.
Es así como, algunas investigaciones, como las del MIT y Airbus, han desarrollado alas de avión flexibles, con materiales inteligentes que cambian de forma durante el vuelo. Esto permite que los aviones consuman menos combustible y sean más silenciosos, replicando lo que las aves hacen naturalmente.
- Pinturas que se limpian solas
Otra muestra de cómo la naturaleza ha inspirado a la ciencia son las hojas de loto, que tienen la capacidad de mantenerse limpias siempre. Esto es posible porque el agua se desliza por su superficie recogiendo polvo y suciedad debido a la microtextura de su superficie hidrofóbica.
Este sorprendente efecto ha sido imitado en pinturas autolimpiables, vidrios resistentes a manchas y revestimientos para edificios o paneles solares que repelen el agua.
Un futuro bioinspirado
La naturaleza siempre ha sido una pieza fundamental en la ciencia y sigue ayudando para nuevos inventos de la tecnología moderna.
Cada vez que un experto observa una flor, un animal o microorganismos, no solo está viendo belleza; también observa una nueva oportunidad para revolucionar el mundo.
