BIOMIMETISME, LA NATURA COM A FONT D'INSPIRACIÓ

Amb quasi 4.000 milions d'anys d'experiència, la vida i els organismes del planeta són un excel·lent model a imitar en tots els aspectes de la nostra vida, inclòs l'art i la tecnologia. La biomimesi és precisament açò, imitar models, sistemes, processos i elements de la natura per a resoldre problemes humans.

Des que el món és món i l'home és home la natura ha sigut una font inesgotable de recursos i d'inspiració. Ha sigut un motiu de creació per a pintors i compositors, s'ha convertit en la protagonista de novel·les i poemes, i ha servit com una base inicial en el camp del disseny i de l'arquitectura. La natura és el que ens inspira. Però la seua imitació no es limita únicament al camp de les arts, o a copiar els colors d'una planta o animal, va molt més allà, passant per l'anàlisi dels seus problemes i com es resolen per a extraure possibles solucions als nostres propis.

 

biomime2


Quan alguna cosa funciona de forma eficient en la natura tendim a copiar-ho per diversos motius, però sobretot, per l'eficàcia, donat que no deixa res a l'atzar. Tot en ella està calculat, tot passa per alguna cosa i tot s'aprofita. La natura està considerada com el sistema més sostenible que existeix, que usa i recicla els seus recursos de forma eficient i contínua, al contrari que la nostra forma de vida i la nostra tecnologia, donat que rebutgem o danyem els recursos requerits. Per tant, per a canviar, hem d'intentar reflectir-nos en la natura.

 

El futur està a l'altre costat de l'espill

En els últims temps, el biomimetisme s'ha convertit en una de les bases del disseny en camps tan dispars com l'arquitectura, la mecànica, el tèxtil o la climatització. En tots aquests casos, la tecnologia ha decidit crear un espill de la natura copiant solucions per a problemes fonamentals. Etimològicament, la paraula biomimetisme significa imitació de la vida, i aquesta paraula es vincula amb el disseny i amb la tecnologia, amb els nous materials i amb la innovació tecnològica. 


BIOMIMESIS_hormigas

El biomimetisme tracta de crear nous materials a través de dos camins fonamentals: l'anàlisi dels teixits i estructura interna dels dissenys naturals biològics, i l'anàlisi del funcionament de les proteïnes naturals complexes. Els defensors de la biomimesi afigen a més altres paràmetres, un projecte de biomimetisme ha de fer molt més que imitar el disseny i eficiència de la natura, i ha de seguir en tot moment criteris pel que fa al medi ambient i sostenibilitat.

 

Per tant, el biomimetisme sorgeix de la necessitat de crear nous sistemes, però cal ressaltar que la seua adaptació a la tecnologia no sempre va en el mateix sentit, es tracta d'un pont entre la biologia i l'enginyeria que en ocasions soluciona problemes i en unes altres serveix com a font d'inspiració per a evitar-ne de  futurs. És a dir, a voltes el dissenyador veu un procés en la natura i el connecta a una tecnologia o problema ja existent, i en altres ocasions s'estudia un problema de disseny existent i es recorre a la natura a cercar ajuda. En tot cas, el biomimetisme observa, analitza i estudia la natura per a donar solució a problemes humans. 

 

BIOMIMESIS_janine

 

La biòloga nord-americana Janine Benyus s'ha convertit en la major banderera del biomimetisme. Ha publicat diversos treball relacionats amb aquesta matèria, entre els Biomimicry: Innovation Inspired by nature, en el qual presenta exemples de com l'home pot orientar la seua tecnologia per a copiar els desenvolupaments de la natura i generar una societat més sostenible. Després d'anys de recerca en el camp de la biomimètica ha fundant una consultora, Biomimicry Guild que ajuda a particulars i empreses a crear formes de vida, processos i productes sostenibles. Janine Benyus també és co-fundadora de l'Institut de Biomimètica i del programa Innovation for Conservation per a preservar l'hàbitat dels organismes que inspiren les solucions biomimètiques. 

 

Segons Benyus, és fonamental no confondre la biomimesi amb la bio-utilització o la tecnologia bio-asistinda: “La Biomimesi presenta una era basada no en el que podem extraure dels organismes i els seus ecosistemes, sinó en el que podem aprendre d'ells. Aquest enfocament difereix enormement de la bio-utilització, que suposa collir un producte o productor com, per exemple, tallar fusta per a fer paviments o recol·lectar plantes medicinals. La biomimesi també és diferent de les tecnologies bio-assistides que impliquen la domesticació d'un organisme per al compliment d'una funció, com la purificació bacteriana de l'aigua o la cria de vaques per a obtenir llet. En comptes de tot açò, els experts en biomimètica consulten als organismes, que els inspiren una idea, ja siga un esbós físic, un pas en una reacció química o un principi ecosistèmic, com el reciclatge de nutrients”.

 

Els nous dissenyadors biomimètics

Existeixen desenes d'idees basades en el biomimetisme, que en l'actualitat ja és un corrent de recerca molt definida, i tant investigadors d'universitats i empreses com particulars preocupats pel medi ambient s'han llançat a la carrera biomimètica. Per exemple, Wes Jackson, The Land Institute, està estudiant les praderies com a model per a una agricultura a força de policultius comestibles i perennes que mantindrien la terra de manera sostenible, en comptes de posar-la sota pressió. I Thomas i Ana Moore, de la Universitat d'Arizona, estudien com una fulla captura l'energia, amb l'esperança d'aconseguir una cèl·lula solar de grandària molecular i llançar el seu producte “pentad” a la llum una fulla sensible a la llum que mimetitza un centre de reacció fotosintètic, amb una minúscula bateria alimentada pel sol.

 

BIOMIMESIS_mejillon


En un sentit similar estan les recerques de Jeffrey Brinker, qui ha ha mimetitzat abulons per a crear un vidre transparent òptic i superresistent en un procés de fabricació silenciós i a baixa temperatura. També amb els mol·luscs ha experimentat J. Herbert Waite, de la Universitat de Califòrnia, Santa Bàrbara, qui està estudiant la clòtxina blava, que s'agafa a les roques mitjançant una potent substància adhesiva que s'asseca i es pega sota l'aigua. Waite vol aconseguir una cola subaqüàtica que puga funcionar de la mateixa manera. 

 

En el camp de la medicina Peter Steinberg (Biosignal)està creant un compost antibacterià que imita el mecanisme de la Delisea pulcrapor, un alga roja que evita que els bacteris es posen en la seua superfície en saturar els seus senyals comunicatius amb un compost, i Bruce Roser, de l'Institut Cambridge Bioestability, que ha desenvolupat un sistema d'emmagatzematge de vacunes a temperatura estable que elimina la necessitat de costosos sistemes de refrigeració. El sistema es basa en el procés natural que permet a la planta Anastatica o Rosa de Jericó romandre dessecada, però viva, durant anys.

 

jerico


També la informàtica ha sucumbit davant el biomimetisme. Daniel Morse (Universitat de Califòrnia, Santa Bàrbara) ha après a mimetitzar la producció de sílice de les diatomees, la qual cosa podria obrir la possibilitat d'obtenir recursos per a components electrònics amb baix consum energètic i sense ús de tòxics. D'altra banda, Jeremy Mabbitt (Codefarm) i moltes altres companyies estan mimetitzant les estratègies de selecció natural com a eines per a optimitzar programari anomenades algorismes genètics.

I en un moment de crisi mundial què millor per a salvar al món que aplicar paràmetres de la natura a l'economia? Diversos investigadors en ecologia industrial estan cercant maneres d'aplicar les lliçons de la natura sobre economia, eficiència, cooperació i reciclatge al mercat. En Chattanooga, Brownsville, Baltimore i Cape Xarres s'estan construint polígons industrials que funcionen en un cicle tancat, que emulen els patrons d'ecosistemes madurs com els boscos de sequoies.

 

Sabies que aquests productes es basen en els principis biomimètics? 

Però estem equivocats si pensem que el biomimetisme és un corrent actual, si bé és cert que els avanços tecnològics han facilitat el seu desenvolupament en els últims anys, l'home des de fa centenars d'anys davant un problema s'ha preguntat, com ho resoldria la natura? El plantejament és tractar d'imitar-la perquè funciona, com ho ha demostrat al llarg de quasi 4.500 milions d'anys. No obstant açò, és cert que encara que aquestes afirmacions semblen evidents, l'ésser humà intenta les més de les vegades cercar solucions complexes allà on l'idoni pot ser una solució senzilla. 

 

BIOMIMESIS_velcro

Ja en els anys 40, George de Mestral va realitzar aplicacions biomimètiques en un dels invents tèxtils més importants del segle passat, el velcro. Mestral va inventar en 1941 el velcro imitant la forma en què determinades llavors s'adherien al bestiar. El seu sistema consisteix en dos tipus de cintes de poliamida (niló 66), un d'anomenat ganxo, cobert per centenars de garfis prims (aproximadament 50 unitats per cm2), i un altre anomenat llaç, format per centenars de rínxols prims (també aproximadament 50 unitats per cm2).

 

Una altra de les aplicacions també conegudes de la biomimètica és la que va portar al disseny dels vestits de bany de competició imitant la pell dels taurons. La pell dels esquals està coberta per petites escates dentades anomenades denticles dèrmics, l'aigua corre sobre aqueixa superfície reduint la fricció. Speedo va ser la pionera en la fabricació d'uns vestits amb els quals els nadadors van superar diversos rècords mundials en els Campionats Mundials de Natació de l'any 2009. Els denticles dèrmics, a més, fan que siga difícil que els crustacis i algues s'adherisquen a la pell del tauró. Característica que ha fet que s'estiguen fent recobriments sintètics amb l'estructura per a aplicar-los als cascos de les naus i impedir les incrustacions que tant diners costen en manteniment dels vaixells.

 

BIOMIMESIS_tiburonphelps


En un altre camp diferent, l'industrial, en els anys 80 es van desenvolupar, basant-se en principis biomimèticos, les superfícies antibrutícia, els principis de les quals s'estan fent molt coneguts en l'actualitat en menage de la cuina i de la llar. La idea de crear aquestes superfícies va sorgir del botànic Wilhelm Barthlott, de la Universitat de Bonn a Alemanya, qui va descobrir que la flor de lotus té una superfície que es neteja a si mateixa i és repel·lent a l'aigua. Una situació similar succeeix amb les fulles dels créixens. El secret consisteix que les fulles del lotus o els créixens tenen una superfície rugosa (granulada) només perceptible amb el microscopi.

 

Aquesta textura li proporciona una elevada tensió superficial, fent que les gotes d'aigua adquirisquen forma esfèrica. Així, les gotes no es dipositen, al no trobar cap punt de suport sobre el material, i en el seu desplaçament arrosseguen la pols i la brutícia. Barthlott va patentar el seu descobriment anomenant-lo "efecte lotus". Es va trobar aplicació comercial en productes com la pintura biomimètica Lotusan, que té la reputació de ser repel·lent a l'aigua i resistir taques per dècades.

 

BIOMIMESIS_flordeloto

BIOMIMESIS_flordeloto2


A més, molts dels avanços biomimètics dels últims temps van lligats a l'estalvi energètic. La tecnologia DSC (Dye SolarCell Technology) es pot descriure com la fotosíntesi artificial: usant com a electròlit una capa d'òxid de titani (un pigment usat en pintures blanques, els protectors solars i en la pasta de dents) i tint de ruteni intercalats entre el vidre. El contacte de la llum amb el tint excita els electrons que són absorbits per l'òxid de titani per a convertir-se en un corrent elèctric moltes vegades més fort que la fotosíntesi natural de les plantes. Comparada amb la tecnologia convencional basada en el silici, la tecnologia de Dyesol té un cost molt menor i consumeix menys energia en el procés de fabricació, la qual cosa el fa més eficient en condicions de poca llum. 

 

BIOMIMESIS_mariposa


Respecte a les noves tecnologies, els moderns LED inclouen espills per a reflectir la llum i micro orificis que deixen passar la llum atrapada a l'interior del dispositiu per difusió lateral. Les papallones també disposen d'aquesta adaptació, emetent llum verda-blavosa emprant un pigment. Aqueixes increïbles estructures reflecteixen la llum en funció de la diferent longitud d'ona. El mateix principi s'aplica per a crear visors de pantalla més brillants, més llegibles i amb menor consum d'energia en els dispositius electrònics.

Revista Espores. La veu del Botànic

Revista de divulgació científica del Jardí Botànic de la Universitat de València. 



Nota legal: Revista Espores. La veu del Botànic es fa responsable de la selecció de bloguers però no dels continguts i opinions en els articles dels mateixos.

Mitjà