Cómo Funciona La Biomimética

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La biomimetismo es la práctica de imitar modelos en la naturaleza para crear mejores formas y procesos. Aprende cómo la biomimetismo influye en el diseño sostenible.

Los submarinos del futuro pasan a través del agua con la ayuda de las aletas de los peces. Aviones ascienden a través de las nubes con alas batientes. En el desierto, un escalador se acerca constantemente a la cima de un acantilado, palmas abiertas que se adhieren sin esfuerzo a la roca con el uso de nanotecnología inspirada en gecko. Es probable que solo hayas encontrado tales tecnologías futuras inspiradas en la naturaleza en los mundos imaginados de la ciencia ficción y los cómics, pero el enfoque de diseño ya existe. Los inventores e ingenieros han estado buscando inspiración en la naturaleza desde tiempos prehistóricos.

Los primeros humanos aprendieron técnicas de caza, refugio y supervivencia mediante la observación de animales mientras interactuaban con su entorno. Mientras que los humanos carecían de las garras feroces y el instinto superior de caza de los osos, la gente podía imitar sus técnicas. Y a medida que los humanos comenzaron a diseñar artilugios cada vez más complicados, continuaron mirando el ejemplo de la naturaleza. Desde los bocetos de máquinas voladoras del siglo XV de Leonardo da Vinci hasta el primer prototipo exitoso de los hermanos Wright, cuatro siglos más tarde, los sueños de vuelo humano se centraron en la observación de aves.

El mundo está lleno de asombrosas innovaciones biológicas, cada una de ellas producto de millones de años de evolución. Al diseñar tecnologías, solo tiene sentido estudiar las formas en que la naturaleza ya ha dominado los desafíos involucrados. Hoy, sabemos esto como biomimética o biomimetismo - La práctica de imitar modelos en la naturaleza para crear mejores formas, procesos, sistemas y estrategias.

Encuentras ejemplos de biomimetismo todos los días, quizás sin darte cuenta. La tecnología de velcro, por ejemplo, se inspiró en la forma en que las bolsas de semillas enterradas se aferran al pelaje de los animales. Agujas hipodérmicas modernas toman algunos consejos de colmillos de serpiente de cascabel. Nike incluso ha aplicado las cualidades de la tracción del casco de cabra a sus diseños de zapatillas para correr.

En este artículo, exploraremos las formas en que la biomimetismo une las disciplinas de la biología y la ingeniería, utilizando las innovaciones del mundo natural para mejorar la tecnología y el diseño.

Biomimetismo de los tiburones

¿Quién hubiera pensado que los tiburones tenían tanto que enseñarnos? Estas criaturas marinas han inspirado varias innovaciones biomiméticas. La piel de tiburón consiste en pequeñas escamas que parecen dientes y que evitan que se formen pequeños vórtices y vórtices (que los frenan). Speedo ha replicado este efecto con su Piel de ayunoTrajes corporales ®, que permiten a los nadadores competitivos afeitarse segundos cruciales de sus tiempos de carrera. Otros han usado esta tecnología para crear cascos de barcos que viajan rápidamente y que, naturalmente, impiden la unión de organismos submarinos. BioPower Systems de Australia está trabajando en una innovación diferente inspirada en los tiburones. La compañía espera anclar aletas mecánicas, basadas en la fisiología de los tiburones, en medio de las corrientes marinas para generar energía hidroeléctrica.

Inspirado en la naturaleza

La tecnología biomimética detrás de este pez robot se basa en la carpa común. El robot navega y se propulsa a través del agua con sus aletas, como un pez real.

La tecnología biomimética detrás de este pez robot se basa en la carpa común. El robot navega y se propulsa a través del agua con sus aletas, como un pez real.

Si bien el acto de imitar la naturaleza en la innovación humana ha existido durante siglos, la biomimetismo se convirtió en un campo prominente de estudio y postura ética a finales del siglo XX. Bióloga americana Janine M. Benyus se convirtió en un conocido líder del movimiento a finales de los años 90 con la publicación de su libro "Biomimicry: Innovation Inspired by Nature". Desde entonces, Benyus ha fundado el Biomimicry Guild, una empresa de consulta ambiental, y el Instituto de Biomimicry, un grupo de defensa sin fines de lucro.

Mientras que los grupos de desarrollo y los investigadores continúan inspirados por la naturaleza, Benyus busca una comprensión más completa de la biomimetismo en la que se encuentra la naturaleza. modelo, medida y mentor. El modelo se refiere al principio básico de emular la naturaleza en el diseño humano; y medir el estrés sostenibilidad.

El mundo natural, como sistema, se considera sostenible, ya que sus sistemas reutilizan y reciclan los recursos de manera eficiente y continua. En comparación, la mayor parte de nuestra tecnología y forma de vida es insostenible. Esto significa que los recursos requeridos se agotan regularmente o se dañan permanentemente. Benyus sostiene que un enfoque verdaderamente biomimético de un problema debe involucrar la sostenibilidad de la naturaleza.

La naturaleza como mentor hace hincapié en una nueva forma de ver nuestro entorno: romper con la visión industrializada del mundo como una colección de recursos disponibles para el saqueo. Benyus insiste en que cualquier proyecto biomimético serio debe hacer más que imitar el diseño y la eficiencia de la naturaleza. Ella dice que los diseñadores deben seguir la ética ambiental. Por ejemplo, un vehículo impulsado por energía solar diseñado siguiendo el movimiento de un cangrejo de arena podría ser un invento sorprendente. Sin embargo, dice que el producto pierde toda su credibilidad biomimética si su uso principal es cortar las selvas tropicales o servir como plataforma de armas.

¿Puede la biomimetismo ayudar a enfriar su edificio de apartamentos o protegerlo de un accidente automovilístico? Lea la siguiente página para averiguarlo.

Las nueve leyes de la naturaleza

Benyus subraya nueve leyes de la naturaleza en sus escritos. Ella argumenta que cada propiedad debe ser de vital importancia para cualquier diseño verdaderamente biomimético.

  • La naturaleza corre con la luz del sol.
  • La naturaleza usa solo la energía que necesita
  • La energía se ajusta a la forma de funcionar.
  • La energía lo recicla todo.
  • La naturaleza premia la cooperación
  • Bancos de la naturaleza en la diversidad.
  • La naturaleza exige experiencia local.
  • La naturaleza frena el exceso desde dentro.
  • La naturaleza aprovecha el poder de los límites.

[fuente: Benyus] -

Ejemplos de biomimetica

Es posible que los montículos de termitas de la catedral en Australia no atraigan a los cazadores de apartamentos, pero los arquitectos ya han utilizado los diseños de enfriamiento automático de las termitas en la construcción de edificios de eficiencia energética.

Es posible que los montículos de termitas de la catedral en Australia no atraigan a los cazadores de apartamentos, pero los arquitectos ya han utilizado los diseños de enfriamiento automático de las termitas en la construcción de edificios de eficiencia energética.

La biomimetica, como proceso innovador, generalmente proviene de una de dos direcciones. A veces, el innovador ve un proceso en la naturaleza y lo conecta a una tecnología o problema existente. Otras veces, el innovador estudia un problema de diseño existente y recurre a la naturaleza en busca de ayuda. Aquí es donde la biomimetismo sirve de puente entre la biología y la ingeniería.

El primer paso para resolver un problema a través de la biomimetismo es traducir lo que necesita de un diseño a términos biológicos. Por ejemplo, ¿qué pasaría si quisiera diseñar un extintor de incendios con un alcance mayor? ¿Dónde en la naturaleza han evolucionado los organismos para enfrentar un problema similar? Es posible que los escarabajos bombarderos no tengan que lidiar con apagar una estufa de fuego, pero han evolucionado para rociar una corriente de veneno explosiva y caliente en los depredadores.

Una vez descubierto, el siguiente desafío es tomar la lección de la naturaleza y aplicarla de nuevo a su diseño. En el caso del escarabajo bombardero, los investigadores estudiaron el uso del insecto de una "cámara de combustión" de alta presión en su abdomen. Los diseñadores han comenzado a aplicar este descubrimiento a la tecnología de rociado existente.

Puede encontrar biomimetismo en varios campos diferentes. Cualquiera que sea el desafío de diseño, es muy probable que una especie en la Tierra haya abordado un problema similar. Considere estos ejemplos:

Necesidad humana Los constructores quieren un medio más barato para enfriar grandes edificios.

Ejemplo de la naturaleza: Ciertos montículos de termitas africanas deben mantener una temperatura constante de 87 grados centígrados (189 grados Fahrenheit) para que el hongo pueda sobrevivir. Para lograr esto, construyen salidas de aire que mueven constantemente el aire a través del montículo, enfriándolo o calentándolo a la misma temperatura que el montículo mismo.

Biomimetico solución: Los arquitectos e ingenieros están construyendo varios complejos de oficinas grandes que imitan el enfoque de termitas para el control de la temperatura.

Necesidad humana Los fabricantes de automóviles quieren desarrollar un sistema anticolisión.

Ejemplo de la naturaleza: Las langostas evitan encontrarse entre ellas en enjambres utilizando ojos altamente evolucionados que permiten que estos insectos vean en varias direcciones simultáneamente.

Solución biomimética: Los diseñadores de automóviles imitaron la visión de las langostas cuando desarrollaron sensores que detectan el movimiento que rodea directamente a un automóvil y advierten a los conductores de accidentes inminentes.

Necesidad humana Las empresas químicas quieren una capa de pintura autolimpiante.

Ejemplo de la naturaleza: Las plantas de loto deben mantener limpias las superficies de sus hojas, a pesar de vivir en estanques y pantanos fangosos. Las pequeñas crestas y protuberancias de las hojas evitan que las gotas de agua se propaguen por la superficie. Como resultado, el agua se acumula y se desliza, llevando partículas de suciedad.

Solución biomimética: Los desarrolladores han aplicado este efecto de loto a la pintura. Cuando la pintura se seca, quedan pequeñas protuberancias en la superficie que ayudan a que las gotas de agua eliminen la suciedad.

Necesidad humana Los trabajadores de salud quieren una manera de almacenar vacunas sin refrigeración.

Ejemplo de la naturaleza: La planta de la resurrección africana se seca completamente durante las sequías anuales y luego se revive cuando regresan las lluvias. Las plantas contienen un polifenol que protege contra el daño de la membrana celular durante la deshidratación.

Solución biomimética: Los investigadores están buscando una forma de utilizar estos azúcares para preservar las vacunas vivas a través de la deshidratación.

En todo el mundo, los investigadores buscan en la naturaleza las respuestas a sus diversos desafíos de diseño. Al estudiar cómo la evolución supera los desafíos, la biomimetismo puede algún día ayudarnos a resolver problemas que van desde la espuma de jabón a los problemas de sostenibilidad global. Para obtener más información sobre el apasionante mundo de la biomimética, explore los enlaces en la página siguiente.

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Suplemento De Vídeo: (2016) Biomimética: ¿qué es?.




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