Cuando la tecnología imita a la naturaleza

Gracias a la biónica -que toma la naturaleza como referencia para diseñar objetos-, numerosos animales y plantas tienen un doble en el entorno tecnológico. Los estudios de biología comparada, hechos en el conjunto del mundo viviente, han maravillado siempre a los cibernéticos.

La naturaleza es un inmenso laboratorio donde se realizan continuamente experiencias. Lo más difícil seguramente sea saber observarlas e interpretarlas. Aunque el término biónica se acuñó en los años cincuenta, el hombre siempre ha observado la naturaleza para inspirarse. La naturaleza es fuente inagotable de inspiración en los más diversos ámbitos de la ingeniería, la arquitectura, las bellas artes y el diseño.

Así, hay que considerar la biónica como una multidisciplina transversal a todas aquellas tradicionales. Dado que en las disciplinas tradicionales e interdisciplinarias se pueden desarrollar sistemas e instrumentos aprovechando la riqueza tecnológica con que la naturaleza ha dotado a todos los seres vivos y que éstos sistemas construidos por el hombre emulen los mecanismos, en menor o mayor grado, de supervivencia de un ser o colonia de ellos para efectuar un trabajo industrial, social, científico, instrumental, etcétera, se están desarrollando sistemas biónicos.

Desde siempre el hombre ha buscado la perfección en cada uno de sus pasos y el techo se sitúa en la propia naturaleza. Nada tan perfecto como ella. Los años, la experiencia y las nuevas tecnologías han reducido las diferencias entre la tecnología y la naturaleza, pese a que las distancias siguen siendo todavía abismales.

Pero la biónica no es nueva. De hecho, hace 3 mil años los chinos ya intentaban fabricar seda artificial. Los árabes copiaban estructuras vegetales para construir sus edificios, al igual que en las catedrales góticas, y durante el siglo XIX la arquitectura también se basó en estructuras vegetales. Un buen ejemplo de ello es el Palacio de Cristal que se construyó en Londres en 1851.

Hoy los investigadores estudian la naturaleza desde diferentes puntos de vista: se investigan elementos químicos para crear otros nuevos. Ya se han desarrollado pegamentos resistentes al agua basados en un adhesivo natural utilizado por los moluscos o placas que refractan la luz de la misma forma en que lo hacen las plumas de los pájaros, etcétera. La naturaleza lo inventó primero. Muchos de los utensilios, máquinas y materiales que se usan de forma cotidiana son considerados logros del ingenio humano. Pero nada más lejos de la realidad. La naturaleza ya los había inventado.

Es la ciencia la que se dedica a descubrirlos para aprovecharlos en un sinfín de ingeniosas soluciones. Por ejemplo, sólo hay que ver que el diseño de la torre Eiffel se inspira en el tejido óseo del fémur humano. La lucha por la vida ha obligado a animales y plantas a recurrir al ingenio.

Para el desarrollo de nuevos productos, los científicos e ingenieros copian cada vez más los principios de construcción de la naturaleza. La biónica, la aplicación técnica de los principios naturales, es la ciencia del futuro.

Primero despacio, luego cada vez más rápido, gira un cilindro verticalmente alrededor de su propio eje en el Instituto Max Planck de Investigaciones sobre Metales. La rotación no parece molestarle al pequeño escarabajo verde, que da vueltas también sobre el cilindro. La fuerza centrífuga nada le hace, tampoco cuando el cilindro alcanza las 3 mil revoluciones por minuto: el escarabajo sabe cómo permanecer adherido, pensó Stanislav Gorb. Para descubrir qué mecanismos utiliza el insecto para caminar por un techo o no ser lanzado por la fuerza centrífuga, el biólogo estudió más detenidamente las patas del escarabajo.

Debajo del microscopio electrónico descubrió millones de pequeñísimos pelos, muy cerca uno de otro en un reducido espacio, lo que hace que entre sus moléculas y las del suelo surjan fuerzas de atracción, llamadas fuerzas de Van der Waals. Pero Gorb no se dio por satisfecho, sino que también estudió las patas de las moscas, las arañas y las salamanquesas (o gecos). Y también allí halló los pelos. Su grosor varía con el peso del animal: cuanto más pesado es, más pequeña y fina es la estructura en las patas. En el caso de la salamanquesa, que pesa 60 gramos, 500 mil pelos por milímetro cuadrado aseguran la adherencia.

Qué práctico sería dotar a productos autoadhesivos, tales como notas, cintas y ganchos para la pared, de las mismas propiedades que las patas de esos animales, pensó Gorb. Esos productos podrían ser utilizados una y otra vez y sin pegamento.

Junto con colegas del área de investigación de materiales y científicos de la Universidad de Manchester, Gorb desarrolló una cinta adhesiva provista de diminutos pelillos de material sintético. El efecto de las patas de salamanquesa también es aplicable a los robots. Gorb ya logró un primer éxito: “un pequeño robot, de 100 gramos de peso, que construimos, puede, provisto de ese material, subir por una pared vertical de vidrio”.

Stanislav Gorb no es el primero ni el único que busca soluciones técnicas en la naturaleza. Ya en el siglo XVI, el genio universal Leonardo da Vinci se inspiró en aves e insectos para construir sus máquinas voladoras. Hoy, esa rama de la ciencia se llama biónica, término formado con las palabras biología y técnica. Actualmente está en auge en Alemania. En la Feria de Hannover se dedicó a la biónica una muestra especial. Christian Hamm, del Instituto Alfred Wegener de Estudios Polares y Marinos, con sede en Bremerhaven, presentó allí novedosas llantas para ruedas de automóviles. Hamm estudió las delicadas estructuras de la alga unicelular diatomea y quedó sorprendido con su capacidad de resistencia. Esos seres vivientes tienen unas pocas milésimas de milímetros de tamaño y se protegen de sus enemigos con caparazones silíceos. Las nuevas llantas son sumamente sólidas y su diseño natural es muy decorativo.

La biónica también fue el tema en el pabellón alemán de la Expo 2005, en Japón. En un circuito multimedia, los visitantes pudieron apreciar los más recientes logros en esa área: por ejemplo, los planos de sustentación del nuevo Airbus 380, construidos de acuerdo con los modelos de aves, y un traje de natación cuya superficie, con estructura de piel de tiburón, hace más rápidos a los nadadores.

Según Rudolf Bannasch, de la Universidad Técnica de Berlín, Alemania ocupa un lugar de punta a escala internacional en las investigaciones biónicas. Bannasch coordina la red federal de biónica Biokon, apoyada por el ministerio federal de Educación e Investigación. El objetivo de Biokon es fortalecer la cooperación entre la industria y las universidades.

Bannasch y su colega Konstantin Kebkal fueron este año los vencedores en el concurso federal Biónica: innovaciones de la naturaleza. Ambos estudiaron los sonidos producidos por los delfines como forma de transmisión de datos debajo del agua. Los simpáticos mamíferos son verdaderos artistas de la comunicación, que pueden “conversar” a kilómetros de distancia y siempre saben con qué congénere están en contacto.

Ahora, los científicos de la Universidad de Bonn sueñan con poder nadar o sumergirse en el agua sin mojarse. Para ello investigan la araña Ancylometes bogotensis, que caza peces lanzándose al agua y aturdiéndolos con una mordida venenosa. Lo interesante es que vuelve a tierra completamente seca. Ello se debe a una capa de aire que rodea su cuerpo.

Cuauhtémoc Valdiosera, director de comunicación de la empresa Infoestratégica, distribuidora de audiolibros en México

http://www.jornada.unam.mx/2006/03/30/037a1tec.php


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