Biomimesis
La biomimesis (de bio, "vida", y mimesis, "imitar"), también conocida como biomimética o biomimetismo, es la ciencia que emula las mejores ideas de la naturaleza para resolver problemas humanos creando nuevas tecnologías. Para ello, estudia los modelos, sistemas, procesos y elementos presentes en la naturaleza para recrearlos o inspirarse en ellos y realizar nuevos proyectos de bajo impacto ambiental.
Las áreas en las cuales se puede aplicar esta técnica tienen gran amplitud: van desde los negocios hasta la ecología pasando por el diseño y la construcción. Uno de los más asiduos practicantes de la biomímesis fue Leonardo DaVinci, quien a través de la observación de la anatomía de los pájaros descrita en su libro "Código del Vuelo de las Aves", construyó las famosas invenciones de máquinas voladoras.
Pero hasta que algo no se nombra, es difuso y esta vertiente ha estado buscando un título desde hace tiempo. Antes del término actual, se registraron otros nombres en el Diccionario Websters. "Biomimética" en 1974 fue uno de ellos, y en 1960, se agregó "Biónica", pero éste último fue popularizado por la novela de Martin Caidin, "Cyborg", que posteriormente resultó en la serie televisiva "El Hombre Biónico" ("The Six Million Dollar Man").
El concepto fue entonces relacionado con partes artificiales del cuerpo humano y, por esta razón, se evitó el uso del término hasta que en 1982 finalmente se estableció como "Biomimesis".
Del lago a la pared
Con su nuevo nombre llegó también una pionera: la bióloga Janine Benyus, quien con su colega, la doctora Dayna Baumeister, fundó el Gremio de Biomimesis (Biomimicry Guild) en Montana en 1998. Con un enfoque biológico e investigativo, enseña a imitar los modelos naturales en el desarrollo de productos.
En la construcción del Centro Eastgate en Zimbabue, por ejemplo, el arquitecto Mick Pearce estudió el flujo de aire dentro de una colonia de termitas pues, a pesar de que las temperaturas externas oscilan entre 1,5ºc y 40ºc, estos insectos logran controlar el clima interno. El edificio que se construyó se autorregula y ha logrado ahorrar US$3,5 millones.
En 2005, Benyus creó el Instituto de Biomimesis (The Institute of Biomimicry, TIB), que en 2008 lanzó AskNature, una base de datos literaria-biológica de código abierto y similar a una red social, para que la gente registre lo que observa en la naturaleza y sugiera aplicaciones inspiradas en su indagación.
En sus páginas se encuentra por ejemplo el caso de las hojas de loto que se mantienen limpias gracias a que su textura hace que las gotas de lluvia se aglomeren y arrastren las partículas que podrían contaminarlas. La observación se registró en AskNature, sugiriendo que se creara una pintura que se autolimpiara con la lluvia. Y se hizo.
El modelado de ecolocalización de los murciélagos en la oscuridad, por su parte, ha llevado al diseño de un bastón para los discapacitados visuales. La investigación en la Universidad de Leeds, en el Reino Unido, produjo el UltraCane, un producto fabricado, comercializado y vendido por Sound Foresight Ltd.
Actualmente, campos emergentes de la ciencia, como la nanotecnología y la ingeniería biomédica, están utilizando métodos de síntesis novedosos en el intento de imitar la síntesis de autoensamblaje con altos rendimientos que la naturaleza ha desarrollado durante millones de años.
La mejor profesora
Para Benyus, la naturaleza es modelo, pero también una medida, pues 3,8 billones de años en la Tierra son prueba de un funcionamiento excelso. Además, la naturaleza es un mentor: no sólo está para extraer de ella, sino para aprender.
"Cuando creamos un producto o construimos un edificio, es similar a un petirrojo haciendo un nido. Es una extensión de nuestros cuerpos y al mismo tiempo, está sujeta a la selección natural", comenta Benyus durante una charla sobre su libro: "Biomimesis: innovación inspirada por la naturaleza".
"La cuestión real no es si el producto o comportamiento es natural, sino si está bien adaptado a la vida en la Tierra a largo plazo", agrega.
Objetivos
El objetivo de la biomimesis es mejorar la calidad de vida de la humanidad, basándose para eso en la sostenibilidad socioeconómica y en el hecho de que la naturaleza es el único modelo que perdura por millones de años. Otro fin importante es el compromiso ecológico que conlleva la biomimesis, de modo que la solución a los problemas ecológicos se encuentra en la optimización de la naturaleza, como por ejemplo, el modo de filtrar el aire, limpiar el agua y nutrir el suelo. Esto implicaría que los sistemas sociales humanos y económicos, al imitar las soluciones dadas por la naturaleza, se subordinarían al entorno y no al contrario.
Como consecuencia de esta rama de la ciencia nacieron los denominados plásticos biodegradables. Los plásticos sintéticos, como el conocido polietileno, están formados por polímeros derivados de sustancias del petróleo y tardan unos 500 años en degradarse, por lo que no son susceptibles de asimilarse de nuevo en la naturaleza. En un tiempo en el que el petróleo es un recurso no renovable y casi agotado, y en el que tenemos consciencia de que los productos derivados son nocivos para el medio ambiente, nace la idea de un nuevo tipo de plástico, un nuevo material que es capaz de volver a la naturaleza a través de los procesos de biodegradación y compostaje sin emitir contaminantes.
Tres niveles de aproximación al estudio biomimético
Para quienes estudian y buscan aplicar los modelos de la naturaleza al diseño, como los ingenieros, arquitectos y diseñadores industriales, pueden a partir de sus conocimientos y experiencia involucrarse en alguno de tres niveles de aproximación:
Primer nivel
Abstracción formal de la naturaleza y aplicar a envolventes, texturas, proporciones, entre otros. Con el propósito de ofrecer un ejemplo se cita lo siguiente: "Una línea de alfombras de la marca INTERFACE emula el aparente carácter aleatorio de los colores y modelos del sotobosque. Aplicando patrones similares con fórmulas matemáticas, la línea de alfombras se adaptó idealmente al sistema modular ideado por la compañía. En lugar de crear colores uniformes y difíciles de reproducir incluso atendiendo al mismo sistema de fabricación y componentes, la línea Entropy acepta el carácter aleatorio de la naturaleza y lo integra en su diseño. Permite cambiar piezas con sencillez y evita el desecho de alfombras o moquetas con sólo una parte dañada. Aparentemente sencillo y anodino, un diseño modular con numerosos colores en piezas capaces de recomponer otros diseños, manteniendo el estilo y espíritu del producto, continúa siendo un reto del diseño industrial en la actualidad". Ver: Biomimética diez diseños que imitan a la naturaleza.
Segundo nivel
Análisis y funcionamiento de un ser vivo y aplicar a estructuras, mecanismos, tránsito de fluidos, conservación del calor, y más. Por ejemplo y de acuerdo a Srinivasan (1996), "los resultados de estudios de ciertas bioestructuras como estudios de aves, libélulas (Mecánica de Vuelo), madera, piel de tiburón, cutícula de los insectos (estructuras de materiales compuestos), moluscos (mecánica de la fractura), murciélagos, cóclea del oído interno (precisión detección de objetos y / o sonido), y arácnidos (cepa Detección)".
Tercer nivel
Estudio a nivel micro celular del funcionamiento de las partes que integran un ser vivo, para generar aportaciones tecnológicas relevantes. Describe Vincent (2011), "se estudian los agujeros de las células en madera de roble, que muestran un menor diámetro, las células del parénquima y las grandes traqueidas. Se concluyó que los agujeros son un recurso desatendido en ingeniería con una mala reputación debido a que no siempre sabemos cómo usarlos con ventaja. Si un agujero en una placa bajo tensión tiene un contorno angular, o está demasiado cerca de otro agujero, o es demasiado grande, una grieta puede comenzar desde lo que se puede propagar por todo el material (Atkins y Mai, 1985). La Biología demuestra una gama mucho más amplia de uso y diseño a partir de estos estudios y que puede ser incorporado en la tecnología".
Janine Benyus afirma: "El primer nivel es imitar la forma natural. Pero se puede acceder a un segundo nivel, que es cuando se imita el proceso natural. Y un tercero, copiando el funcionamiento de los ecosistemas". Se refiere en sus libros a las arañas que crean hilos de seda tan fuerte como el Kevlar utilizado en chalecos antibalas. Los ingenieros podrían utilizar dicho material, si tuviera una longitud suficiente, en cuerdas de paracaídas, cables de puente colgante, ligamentos artificiales para la medicina, y muchos otros fines.
Un grupo de investigadores de la Universidad de Arizona, trabaja en desglosar el modo en que las hojas de los vegetales capturan energía solar. Su objetivo es crear un dispositivo del tamaño de una célula, sensible a la luz, que funcione como una batería solar inspirada en el mecanismo de la fotosíntesis.
Jeffrey Brinker ha mimetizado unos moluscos (abulones) para crear un vidrio transparente óptico súper resistente en un proceso de fabricación silencioso y a baja temperatura.
J. Herbert Waite está estudiando el mejillón azul, que se agarra a las rocas gracias a una sustancia adhesiva que puede hacer lo que la nuestra no puede; secarse y pegarse bajo el agua.
Andre Geim ha desarrollado una cinta adhesiva libre de pegamento, basada en la adherencia física, seca, de las plantas de las patas del geco, dotadas de pequeños filamentos que se adhieren a la superficie. Esto permitiría diseñar productos fácilmente desmontables sin contaminación con adhesivos.
Más información
The Institute of Biomimicry, TIB
El objetivo del Biomimicry Institute es naturalizar la Biomimesis en la cultura promoviendo la transferencia de ideas, diseños y estrategias desde la biología al diseño de sistemas humanos sostenibles.
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Es una guía para aplicar las lecciones de la naturaleza a los desafíos de diseño.
Una base de datos de inteligencia biológica organizada por funciones de diseño e ingeniería.
¿Qué es Biomimesis? -Video