Biomímesis: imitando a la naturaleza para encontrar soluciones

Hay una ciencia cuyo nombre es poco conocido a nivel popular; gracias a sus descubrimientos, todos realizados a través de la observación, el estudio, el análisis y la imitación de la naturaleza, nuestra vida es mejor.

La biomímesis, (de bio, «vida», y mimesis, “imitar”), también conocida como biomimética o biomimetismo, es la ciencia que estudia a la naturaleza, tomándola como fuente de inspiración para el desarrollo de aplicaciones tecnológicas aplicadas al quehacer humano, con las que resolvemos problemas para los que la naturaleza, a través de millones de años de evolución, encontró solución.

Estos son algunos casos clásicos de la aplicación en nuestra vida diaria de diversos descubrimientos realizados a través de la biomímesis, un término acuñado por la escritora estadounidense Janine Benyus.

El tren bala japonés

La velocidad del primer tren bala inaugurado en 1946 por la empresa Japan Railway West en Japón, rozaba la impresionante velocidad de 300 km por hora, lo que, sin lugar a dudas, constituía una hazaña sin precedentes de la ingeniería humana, pero tenía un grave inconveniente: cuando el tren bala salía a toda velocidad de un túnel, en el que al cruzarlo había comprimido el aire contenido, provocaba una explosión sonora o boom sónico de tal magnitud, que el estruendo se escuchaba a casi medio kilómetro de distancia.

El inventor que solucionó este problema fue el ingeniero y aficionado a la observación de las aves, Eji Nakatsu, quien modificó la punta del tren bala imitando la forma del pico del Martín pescador, un diseño perfectamente aerodinámico que le permite a esta maravillosa ave pasar velozmente de un fluido de poca resistencia, como lo es el aire, a otro 800 veces más denso, el agua, sin ningún inconveniente, ni generar prácticamente salpicaduras.

Pero la solución a este problema no fue la única mejora que Nakatsu realizó al tren bala gracias a la biomímesis, ya que también mejoró otros aspectos del diseño inicial, tomando como referencia el contorno “aserrado” de las plumas de las alas de las lechuzas, y el abdomen liso del pingüino antártico adelaida.

Las mejoras realizadas al tren bala japonés por este formidable ingeniero han sido tomadas como referencia para el diseño de otros trenes de gran velocidad a nivel mundial.

Los helicópteros

La capacidad de vuelo única de los helicópteros incorpora en su diseño diversas características de la libélula, insecto que no puede plegar las alas sobre el abdomen, y cuyas alas le permiten alcanzar grandes velocidades, teniendo la capacidad (poco común en los insectos voladores) de batir sus alas anteriores y posteriores de forma simultánea o alternada en diferentes fases del vuelo, permitiéndoles tener una mayor potencia con mayor coste energético al despegar, y una potencia de coste menor durante el vuelo.

Las palas de turbinas eólicas e hidroeléctricas

Las aletas de las ballenas poseen bordes irregulares y redondeados que les permiten nadar a gran velocidad con un bajo consumo energético.

Inspirado en la forma de las aletas, y contra la creencia de que un “ala” es más aerodinámica si tiene un contorno liso, el doctor en zoología y biomecánico Frank Fish diseño las palas de las turbinas eólicas e hidroeléctricas imitando a las aletas de las ballenas, haciéndolas más silenciosas y energéticamente eficientes.

Superficies que inhiben la presencia de bacterias y microorganismos

A simple vista, la piel del tiburón de Galápagos podría no tener nada sorprendente, pero cuando la curiosidad te lleva a verla bajo la escrutadora visión de un microscopio para descubrir que sus dentículos dérmicos forman un patrón de forma diamantada, y una rugosidad y disposición geométrica semejante a una rejilla, que les impide a las bacterias y a los microorganismos anclarse a ella y multiplicarse; y si además tienes la capacidad creativa para convertir este descubrimiento en un producto innovador, has dado en el blanco.

Exactamente eso es lo que le sucedió al doctor Anthony Brennan, profesor de Ciencia e Ingeniería de Materiales de la Universidad de Florida, quien, a partir del patrón de la piel del tiburón de Galápagos, desarrolló Sharklet, una lámina plástica adhesiva que impide el crecimiento de bacterias, utilizada actualmente para cubrir superficies de alto contacto en diferentes espacios, como nosocomios, vehículos de transporte, y baños públicos, por mencionar solamente algunos ámbitos.

Placas solares fototrópicas

Todos sabemos que el nombre de la flor del girasol atiende a su sorprendente capacidad para girar durante el día, manteniendo su rostro (por así decirlo) siempre hacia al sol, permitiéndole captar la mayor cantidad de energía lumínica disponible, fenómeno llamado fototropismo positivo.

Un equipo de investigadores de la Universidad de California, EE. UU. diseñó unas placas solares que imitan el proceso de los girasoles, girando su cara receptora de energía durante el día hacia la fuente de luz, permitiéndoles absorber la mayor cantidad de energía.

Trajes de baño más veloces

La marca de productos acuáticos Speedo® desarrolló la tela “Fastskin”, un tejido que incorporaba en su fabricación áreas de compresión y crestas en zonas clave, imitando a la piel de los tiburones, disminuyendo la fricción al agua, permitiendo alcanzar a los usuarios mayores velocidades con un menor gasto energético.

Como dato curioso, les compartimos que en las Olimpiadas de Sidney del año 2000, el 83% de los nadadores que ganaron una medalla llevaban un traje fabricado con esta tela.

Para las olimpiadas de Pekín, en 2018, el 98% de los atletas que ganaron alguna medalla de natación, usaron la versión más reciente del Fastskin, el Fastskin LZR Racer.