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Biomimetismo

Con más de 3.000 millones de años de evolución, la naturaleza se plantea como pilar de las innovaciones científicas sostenibles medioambientalmente…

Biomimetismo

Material formado por partículas de metales y óxidos metálicos unidos entre sí creando una estructura de porosidad fractal similar a la del hueso…

Material formado por partículas de metales y óxidos metálicos unidos entre sí creando una estructura de porosidad fractal similar a la del hueso…

El planeta Tierra se originó hace unos hace unos 4.500 millones de años mientras que la vida hace aproximadamente 3.500 millones de años, según los microfósiles más antiguos encontrados, e incluso podría ser anterior. Desde entonces, la naturaleza no ha dejado de evolucionar constantemente, dando solución a cada uno de los contratiempos que se le planteaba. El ser humano es una de las 1’7 millones de especies clasificadas sobre el planeta, representando tan sólo el 1% del total de especies que alguna vez han vivido sobre la faz de la Tierra. Por ello, la mayoría de los ingenios tecnológicos cuentan con un símil en la naturaleza.

Actualmente, se está profundizando en el estudio de la naturaleza como modelo para el desarrollo de tecnología sostenible medioambientalmente, siendo definida esta “nueva” ciencia como biomimetismo. Con ella se intentan encontrar soluciones tecnológicas, buscando su analogía en la naturaleza, haciendo así que el impacto sobre el entorno sea lo menor posible.

Biomimetismo Aplicado

Superficies antisuciedad. Las hojas del loto o el berro tienen una superficie rugosa (granulada) sólo perceptible con el microscopio. Estos gránulos, consistente en cristales de cera natural, tienen un tamaño de entre 200 y 5.000 µm (micra = milésima de milímetro). Esta textura le proporciona una elevada tensión superficial, haciendo que las gotas de agua adquieran forma esférica. Así, las gotas no se depositan, al no encontrar ningún punto de apoyo sobre el material, y en su desplazamiento arrastran el polvo y la suciedad. Su aplicación ha permitido crear superficies antisuciedad.

Nanotubo de carbono…

Nanotubo de carbono…

El nanotubo de carbono es una nanoestructura artificial que consiste en una hoja de grafito compuesta de átomos de carbono dispuestos en red hexagonal y envueltos sobre sí mismo como un cilindro. Su forma hexagonal imita los nidos de abeja, ya que esta es la mejor forma de obtener una forma tridimensional sin tener huecos. Su diámetro es del orden del nanómetro (millonésima de milímetro), mientras que su longitud puede alcanzar varias micras. Poseen una gran resistencia, 100 veces mayor que el acero, siendo 6 veces más ligero. Además, es extremadamente flexible, con lo que es el candidato ideal en diversas aplicaciones como el hipotético ascensor espacial.

Desde el punto de vista eléctrico, el nanotubo de carbono es alternativamente un excelente conductor o un semiconductor, en función del ángulo de enrollamiento de la hoja de grafito. A su vez, cuando es sometido a una diferencia de potencial, el nanotubo emite electrones, lo cual hace que se utilice ya como nanocañón en las pantallas planas de algunos televisores y ordenadores. También se está estudiando como parte de un sistema que imita el utilizado por los gecos para adherirse a las superficies lisas y pulidas. Estas nanoestructuras de 10-20 nm de diámetro y unos 65 µm de longitud utilizarían el mismo fenómeno eléctrico (fuerzas de Van der Waals) que hace que el geco pueda adherirse y despegarse a placer de las superficies lisas.

Bioacero. Una empresa de biotecnología canadiense ha creado el BioSteel (BioAcero), un material cinco veces más duro que el acero, tres veces más resistente que las fibras sintéticas como el kevlar, que además posee un tacto sedoso y es biodegradable. Este nuevo material se produce a partir de leche de cabra, a las que se les ha implantado un gen de araña. Gracias a este extraño cruce, la leche de estos animales transgénicos contiene una proteína soluble que, una vez procesada, permite obtener una fibra monofilamento casi idéntica a la seda que produce la araña. Este material tiene multitud de aplicaciones, tanto en cirugía (tendones y ligamentos artificiales) como en aeronáutica, entre otros.

El cierre de velcro fue inventado en 1941 por el ingeniero suizo Georges de Mestral imitando la forma en que determinadas semillas se adherían al pelo del ganado. Consiste en dos tipos de cintas de poliamida (nylon 66), uno llamado gancho, cubierto por cientos de garfios delgados (aproximadamente 50 unidades por cm2), y otro llamado lazo, formado por cientos de rizos delgados (también aproximadamente 50 unidades por cm2).


Tren alta velocidad. La forma de la locomotora de los trenes de alta velocidad imita la cabeza del martín pescador, un pájaro que pesca acechando desde la altura. Con ello, se consigue que no se produzcan explosiones sonoras cuando se adentran en espacios con diferente densidad, como los túneles.

El pantógrafo es la parte del tren que está en contacto con la catenaria, cableado que proporciona la tensión eléctrica. Se le han realizado unas estriaciones en sus extremos, imitando la forma de las alas de los búhos, para amortiguar las turbulencias y así no producir ruido.

Los últimos álabes de los aerogeneradores (molinos de viento) de baja potencia tienen una forma aserrada imitando a las aletas de las ballenas jorobadas, ya que proporcionan una mejor aerodinámica. La forma del filo permite capturar más energía del viento (mayor rendimiento) y requiere de velocidades mucho menores. A su vez, este diseño reduce el consumo de energía de los ventiladores.

Aplicaciones Futuras del Biomimetismo

Sistema de generación de energía que combina generadores fotovoltaicos y piezoeléctricos en un sistema modular, lo que permite producir electricidad a partir de la radiación solar y del viento…

Sistema de generación de energía que combina generadores fotovoltaicos y piezoeléctricos en un sistema modular, lo que permite producir electricidad a partir de la radiación solar y del viento…

Científicos en la universidad de Exeter están investigando una especie de escarabajo blanco encontrado en los bosques de Asia que podría conducir a los materiales ultrafinos blancos brillantes. El Cyphochilus ha desarrollado escamas que dispersan con eficacia todas las longitudes de onda visibles de la luz para parecer blancos. Su color blanco le ayuda a camuflarse mejor entre los hongos blancos que conforman su hábitat. Actualmente, las capas mineral industriales usadas en el papel de la alta calidad, los plásticos y en algunas pinturas, necesitan ser dos veces más gruesas para producir el mismo blanco. Por ello, gracias a esta tecnología se utilizaría en el blanqueamiento de superficies o incluso como blanqueador de dientes.

Las manchas fluorescentes de determinadas mariposas africanas trabajan de una manera similar, pero más eficiente a los diodos emisores de luz. Los modernos LEDs incluyen espejos para reflejar la luz y microorificios que dejar pasar la luz atrapada en el interior del dispositivo por difusión lateral. Las mariposas también disponen de esta adaptación, emitiendo luz verde-azulada empleando un pigmento fluorescente en sus alas.

Dedicado a Luis Blanch

Referencia:
http://www.smartplanet.es/home.php

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15 Comentarios

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