Biomimética: una herramienta sustentable

Texto de Josué E. Esparza

Muchos de los más innovadores e impresionantes diseños de la la tecnología y la ciencia son inspirados en la naturaleza. A esta manera de crear, que toma como base las formas, patrones, estrategias y mecanismos con los que se rigen los seres vivos para adaptarse a su ambiente, se le conoce como biomimética o biomímesis (que etimológicamente proviene de bios vida y mimesis imitar). Se puede tomar como modelo desde una bacteria, una planta o un animal; la premisa es considerar el éxito evolutivo que han tenido los seres vivos para adaptarse a su ambiente a través de los 3,800 millones de años que han transcurrido desde que se originó la vida. El objetivo es generar mecanismos que optimicen la utilización de los recursos (como el agua, energía, alimentos, etc) y den soluciones  a problemáticas de una manera sostenible.

Biomimética tiene origen en la muy debatida teoría de la simbiogénesis o endosimbiosis, la cuál visibilizó la idea de que cualquier forma de vida está en constante evolución y que en cada una podemos encontrar las claves para el éxito evolutivo. Sin embargo, no fue hasta que Janine Benyus escribió el libro “Biomimicry” (Biomimética, en inglés) en 1997, y Dania Baumeister escribió “Biomimicry Resource Handbook” en el 2013, que la biomimética comenzó a abrirse paso como ciencia formal, para terminarse materializando posteriormente como estudios de Maestría y Doctorado en algunas universidades. 

Actualmente, existe el Biomimicry Institute, una asociación sin fines de lucro que se encarga de promover el aprendizaje y la enseñanza de la biomimética a nivel mundial, con programas como el Global Design Challenge que tienen como objetivo que estudiantes y profesionales de todo el mundo se involucren en proyectos de creación de biomimética cada año. Este año, la temática fueron los Objetivos del Desarrollo Sostenible (ODS) de las Naciones Unidas.

En México existe “Biomimicry Mex”, una red  de investigadores y profesionales en todo el país que dedican su labor al desarrollo de este campo. En esta red colabora la Dra. Claudia Rivera, investigadora del Centro de Ciencias de la Atmósfera y profesora del Taller de Biomimética en la Facultad de Ciencias, lugar donde también tiene sede el Laboratorio Nacional de Soluciones Biomiméticas para Diagnóstico y Terapia (LaNSBIoDyT) que comenzó a laborar en el año 2015 y contribuir con el desarrollo de la biomimética en la medicina. El LaNSBIoDyT se ha especializado en el desarrollo de microchips que imitan las funciones vitales de órganos humanos como los pulmones o riñones, y que han sido desarrollados también, por instituciones mundiales como el Instituto Wyss de la Universidad de Harvard (Cárdenas, 2019). Sin embargo, ha desarrollado otros proyectos como una diminuta válvula para pacientes con glaucoma, en colaboración con la Fundación Markoptic.

Algunos de los ejemplos más antiguos de aplicación de la biomimética se sitúan en el campo de la aeronáutica y la aerodinámica. Un par de ejemplos son la máquina voladora inspirada en un pájaro, creada por Leonardo Da Vinci (1452 -1519) y un avión inspirado en las alas de un águila por los hermanos Wright (1867 – 1948), el cual logró el vuelo de los humanos por primera vez (Hwang, 2015). La mayoría de las aplicaciones han sido desarrollados en la industria y en la arquitectura. Uno de los ejemplos más notables y famosos es el Eastgate Center, un edificio comercial y de oficinas creado por Mike Pearce ubicado en Zimbabwe. Esta estructura usa mecanismos pasivos para regular la temperatura del edificio que consisten en ventiladores que se encargan de acumular el calor durante el día y disiparlo por las noches. Este sistema está inspirado en los montículos de cerca de 6m de altura que construyen las termitas africanas del género Macroterme para regular las altas temperaturas de la sabana Africana (Fig. 1).

Fig. 1 La imagen A muestra una foto del actual edificio Eastgate Center en Zimbabwe, mientras la imagen B muestra una representación artística de los nidos de termitas del género Macrotermes, recuperado de: NCBI

Otro ejemplo muy conocido es la parte delantera del Shinkansen o tren bala japonés (Figura 2), que está inspirado en el pico de un ejemplar de Alcedo atthis. Al igual que esta ave, la forma del tren genera menor resistencia al aire aumentando la aceleración y la eficiencia energética (Hwang, 2015). También se tiene el  traje de baño de la marca Speedo modelo fatskin fsii (Fig. 3), que toma como inspiración las estructuras en forma de V en la piel del tiburón denominadas dentículos, las cuales sirven para reducir la turbulencia y la resistencia al movimiento al nadar (Rocha Rangel, 2019). Así como estos ejemplos, existen muchos otros aplicados en la industria, la arquitectura, la biotecnología, la medicina e incluso en las artes, donde toma mucho sentido la frase “el arte imita a la naturaleza”.

Fig. 2 A la izquierda el tren bala japonés y a la derecha una foto de un ejemplar de Alcedo atthis.

La biomimética toma como hecho central que la naturaleza ha sabido resolver muchos de los problemas técnicos que hoy nos esforzamos por resolver, a través de millones de años de evolución y de múltiples mecanismos. La emulación consciente de los patrones en la naturaleza nos demuestra que mientras más se parezca nuestra tecnología al mundo natural, mayores serán las posibilidades de coexistir con nuestro entorno y preservar los recursos que hoy podemos aprovechar.

Fig. 3  A la izquierda se encuentra una foto del traje de baño de la marca Speedo, y a la derecha una foto de los dentículos de un tiburón, recuperado de: Revista Ciencias UNAM.
Bibliografía consultada:

Cárdenas G. (2019). Biomimética: tecnología que imita a la naturaleza. Mayo 11, 2020, de Ciencias UNAM Sitio web: http://ciencia.unam.mx/leer/891/biomimetica-tecnologia-que-imita-a-la-naturaleza

Hwang J., et al. (2015). Biomimetics: forecasting the future of science, engineering, and medicine. Mayo 11, 2020, de NCBI Sitio web: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4572716/

Lavagnino N., Massarini A., & Folguera G. (2014). SIMBIOSIS Y EVOLUCIÓN: UN ANÁLISIS DE LAS IMPLICACIONES EVOLUTIVAS DE LA SIMBIOSIS EN LA OBRA DE LYNN MARGULIS. Revista Colombiana de Filosofía de la Ciencia, 14, pp. 161-181.

Rocha Rangel, E. (2019). Biomimética: de la naturaleza a la creación humana. Ciencias, 133, pp. 4-8.

Rocha Rangel, E.; Rodríguez García, J. A.; Martínez Peña, E.; López Hernández, J. (2012). Biomimética: innovación sustentable inspirada por la naturaleza. Investigación y Ciencia, 54, pp. 56-61.

Foto de la portada de marian anbu juwan desde Pixabay

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