Los científicos e ingenieros siempre tienen la misión de resolver los problemas más complejos del mundo. Desde avances en el cuidado de la salud hasta edificios más seguros, más fuertes y más ecológicos, sus inventos y descubrimientos mejoran constantemente nuestra vida cotidiana, simplemente no siempre lo sabemos.
Los ingenieros han aprendido mucho de la naturaleza. Después de todo, la Madre Naturaleza ha tenido miles de años de historia evolutiva para aprender. Los ingenieros se han inspirado en los fascinantes diseños de la naturaleza durante mucho tiempo. La biomimética se puede ver en diseños de edificios, en transporte y casi en cualquier otro lugar a nuestro alrededor.
Pensamos que reuniríamos algunos de los mejores ejemplos. Aquí hay 10 formas en que los ingenieros han aplicado el diseño biomimético a sus inventos:
1. Rebabas y velcro
Uno de los ejemplos más utilizados de biomimética, el velcro, fue inventado por el ingeniero suizo George de Mestral en 1941 después de salir a caminar con su perro. Durante la caminata, notó cómo las agujas de las rebabas se engancharían en el pelaje de su perro. Al examinar los pequeños ganchos, se inspiró para crear el velcro que todos conocemos y amamos hoy.
2. Geckos y Superclimbing
¿Cómo exactamente los geckos desafían la gravedad y se adhieren a las paredes? Tienen pequeños pelos en los dedos de los pies llamados setas que los ayudan a trepar en superficies verticales y adherirse a los techos. Estas setas generan algo llamado fuerza de van der Waals que es lo suficientemente fuerte como para evitar que un gecko se caiga.
Desde nuevos adhesivos hospitalarios para sellar heridas hasta robótica mejorada para escalar paredes, hemos aprendido mucho de estos geckos.
3. Kingfisher y tren bala
Cuando a los ingenieros japoneses se les asignó la tarea de actualizar los trenes bala de Japón, se encontraron con un problema importante: cuando los trenes salieran de los túneles, se generaría un fuerte 'boom de túnel' debido a la resistencia del aire. Con los trenes corriendo a través de áreas residenciales muy densas, este fue un gran problema.
Afortunadamente, el ingeniero jefe Eiji Nakatsu era un ávido observador de aves y utilizó su conocimiento de los martines pescadores para simplificar el diseño del tren. El nuevo tren aerodinámico no solo era más silencioso sino que también viajaba un 10 por ciento más rápido y usaba un 15 por ciento menos de electricidad.
Para obtener más información sobre este ejemplo particular de biomimética, consulte nuestro blog en cómo la naturaleza inspiró el Shinkansen de Japón.
4. Ballenas y turbinas eólicas
Evolution ha creado ballenas para que sean adecuadas para la vida en el agua. Durante mucho tiempo, los científicos creían que los golpes en las aletas de ballena jorobada eran lo que les daba su velocidad en el agua a pesar de su gran tamaño.
Después de años de investigación, descubrieron que golpes similares en las turbinas eólicas podrían ayudar a reducir la resistencia y aumentar la eficiencia energética. El mismo diseño se puede aplicar a aviones y submarinos.
5. Termitas y ventilación
Las guaridas de termitas son estructuras increíbles que parecen aparecer a veces de la nada en un desierto. Haces pensar que estando en un desierto, estarían ardiendo por dentro, pero las guaridas son sorprendentemente frescas y bien ventiladas.
El arquitecto Mick Pearce estudió las propiedades de enfriamiento de las guaridas de termitas al diseñar el Centro Eastgate en Harare, Zimbabwe. El resultado fue un edificio con grandes chimeneas que aspiraban aire frío durante la noche para ayudar a enfriar los pisos inferiores durante el día. El centro tampoco tenía aire acondicionado y usaba un 90 por ciento menos de energía que los edificios tradicionales.
6. Mariposas y paneles solares
Inspirándose en la naturaleza, los científicos diseñaron un nuevo material que podría cosechar la luz dos veces más eficientemente que antes.
Cuando los científicos observaron mariposas bajo un microscopio, descubrieron que las alas estaban construidas a partir de pequeñas escamas que estaban cubiertas por agujeros espaciados al azar. Resulta que estos agujeros ayudan a dispersar la luz, lo que ayuda a la mariposa a almacenar calor.
Inspirados por estas alas, los científicos han creado mejores paneles solares que son más eficientes en el almacenamiento de energía.
7. Planta de loto y pintura
La planta de loto tiene una característica única que le permite vivir en ambientes acuáticos. La membrana externa de la planta está formada por una capa cerosa de lípidos (moléculas de grasa) que repelen el agua, haciendo que la planta sea resistente al agua. La misma superficie también repele la suciedad y el polvo, dando a la planta capacidades de "autolimpieza".
Después de estudiar esta propiedad, los científicos la aplicaron a la pintura, creando una pintura que empuja las partículas de suciedad, reduciendo la necesidad de lavar el exterior de una casa.
8. Piel de tiburón y película antimicrobiana
Los tiburones son los principales depredadores que nadan en la parte superior de la cadena alimentaria marina, pero un hecho interesante que quizás no sepa sobre ellos es su piel. La piel de tiburón se compone de pequeñas capas de dientes pequeños llamados 'dentículos dérmicos'. Estos dentículos ayudan a reducir la resistencia entre un tiburón y el agua que lo rodea, lo que los hace nadar más rápido.
Este diseño biomimético se hizo famoso por Michaell Phelps durante los Juegos Olímpicos de Beijing 2008 cuando los nadadores llevaban trajes de baño inspirados en piel de tiburón. Pero reducir la resistencia es solo una de las muchas cosas increíbles que la piel de tiburón puede hacer. También puede defenderse de los microorganismos en la piel, una característica que se aplicó en los hospitales para crear una película antimicrobiana para evitar la contaminación.
9. Escarabajo Stenocara y recolectores de agua
El escarabajo Stenocara, nativo de Namibia, es un experto recolector de agua. El escarabajo vive en el duro y seco desierto de África, donde el agua es escasa, pero su caparazón especial lo ayuda a sobrevivir. El caparazón está cubierto de una cera espesa que ayuda al escarabajo a condensar el agua de la niebla de la mañana en su boca.
Inspirados por esto, los ingenieros crearon un nuevo material que recolecta agua del aire de manera más efectiva que los diseños existentes. Teniendo en cuenta cuántos países todavía usan redes para recolectar agua, este material podría ayudar a crear mejores redes e impactar muchas vidas.
10. Carpinteros y absorción de impactos
Los pájaros carpinteros son pequeños pájaros resistentes construidos para absorber los golpes. ¿Cómo? La respuesta está en su anatomía. Tienen picos que son duros pero elásticos, huesos del cráneo que son esponjosos, muy poco líquido entre el cráneo y el cerebro y una estructura especial llamada capa hipoide unida a la lengua. Juntas, todas estas partes ayudan a reducir las vibraciones y absorber el impacto cuando golpean sus picos contra los árboles.
Pequeñas como son, estas aves están inspirando grandes cambios. Desde nuevos amortiguadores para cajas negras de avión hasta mejores cascos de fútbol, se pueden crear infinitas soluciones.
La naturaleza es un diseñador asombroso. Después de todo, ha diseñado formas de vida inteligentes y ecosistemas complejos.
Para obtener más información sobre biomimética, consulte nuestro Centro de Aprendizaje para recursos y videos útiles, nuestro Blog para más historias reveladoras y visite nuestro página del concurso para aprender más sobre el concurso de dibujo de este año!