Biomimética: innovación inspirada en la naturaleza

En 1941, el ingeniero e inventor George de Mestral salió, como otro día cualquiera, a pasear junto con su perro por los Alpes suizos. Sin embargo, esa no iba a ser una jornada como las demás. Al regresar, observó los diminutos ganchos del cardo alpino que se habían adherido tanto a la piel de su perro como a la tela de sus pantalones. En lugar de quitarlos sin más y continuar con su rutina, el suizo sintió la necesidad de averiguar cómo podían quedarse tan pegados. Con microscopio en mano, descubrió que tenían algo similar a un conjunto de miniganchos y lazos, cuya finalidad era, precisamente, la de adherirse a otros objetos y poder dispersar las semillas a áreas más amplias. Catorce años después, George de Mestral replicó este proceso usando fibras textiles, con el objetivo de crear una solución diferente a las cremalleras tradicionales: así nació el Velcro.

¿Podemos aprender del mundo natural e imitar sus patrones para solucionar muchos de los problemas a los que nos enfrentamos? La respuesta es que sí. Este proceso de observación e innovación inspirados en la naturaleza se llama Biomimética y tiene, además, la capacidad de reducir costes en términos climáticos. Según un estudio de Swiss Re Group, las soluciones nacidas de la observación “animal” podrían generar un valor agregado de cientos de miles de millones de dólares en todo el mundo.

¿Quieres saber qué es la biomimética y su impacto en la economía actual? A continuación, te contamos cómo nos hemos aprovechado a lo largo de la historia de los miles de años de ensayos y errores protagonizados por la naturaleza.

¿Qué es la biomimética?

La biomimética es un concepto que hace referencia al estudio de las formas, los procesos y los sistemas de la naturaleza, con el objetivo de utilizarlos para resolver problemas o desafíos humanos.

La idea central de esta forma de crear se basa en que nuestros compañeros en este planeta (plantas, animales y microbios) se han ido adaptando y perfeccionado durante más de 3.800 millones años ―desde la aparición de las primeras bacterias― para superar todos los desafíos a los que han tenido que enfrentarse como especies.

Por qué es importante la biomimética

Observar, aprender, copiar y adaptar los modelos de la naturaleza puede aportar a los humanos visiones y metodologías de trabajo diferentes a la hora de abordar los retos que tenemos como sociedad. Si bien es cierto que copiar la naturaleza no es algo nuevo ―Leanorado da Vinci ya utilizó esta técnica en el diseño de su máquina voladora, inspirada en las aves y los insectos―, el concepto fue popularizado por la autora Janine Benyus en su libro Biomimicry: Innovation Inspired by Nature en 1997.

Precisamente, en este libro, la escritora científica estadounidense señala que: “En una sociedad acostumbrada a dominar o mejorar la naturaleza, su imitación es un enfoque radicalmente nuevo, una verdadera revolución. A diferencia de la Revolución Industrial, la Revolución Biomimética nos introduce en una era basada en lo que podemos aprender de la naturaleza y no en lo que podemos extraer de ella.” Por ejemplo: ¿cómo debemos cultivar nuestros alimentos?, ¿qué deberíamos hacer para crear materiales más eficientes?, ¿podríamos actuar de otro modo para hacer negocios de una forma más sostenible? 

La naturaleza sabe responder a este tipo de preguntas de un modo diferente al que lo hacemos las personas. De ahí la importancia de impulsar y promover esta observación, ya que permitirá abordar los desafíos actuales de una forma más sostenible y respetuosa con el medioambiente. Algo especialmente importante en un entorno global que tiene el reto prioritario de reducir las emisiones de dióxido de carbono y minimizar el calentamiento global.

Características de la innovación basada en la biomimética 

Tal y como se recoge en el documento Biomímesis: la innovación sostenible y regenerativa inspirada en la naturaleza, de Manuel Quirós, doctor en Biología, esta disciplina “abre un camino para dar lugar no solo a nuevas tecnologías bioinspiradas, sino que también pretende cambiar la relación de la especie humana con la naturaleza”. 

Algunas de las características que definen a la investigación e innovación basadas en la biomimética son: 

• Sostenibilidad. La investigación basada en la naturaleza optimiza en lugar de maximizar. Es un modelo sostenible, regenerativo y menos intrusivo, cuya finalidad es encontrar un equilibrio que mejore la eficiencia y la sostenibilidad sin agotar los recursos ni agotar los recursos del entorno.
• Perspectivas no contempladas. Una de las ventajas que tiene la biomimética es que proporciona a los investigadores nuevos ángulos desde los que resolver problemas y que los humanos no han considerado al tener un enfoque más convencional. 
• Experiencia contrastada. La naturaleza ha estado evolucionando y perfeccionando diseños y sistemas durante milenios, lo que ofrece una vasta base de conocimiento para la innovación. 
• Resiliencia y adaptabilidad. Las soluciones inspiradas en la naturaleza a menudo son más adaptables y resistentes a cambios ambientales, aumentando su durabilidad.
• Fomenta la curiosidad y la creatividad. La biomimética estimula la curiosidad de las personas, lo que lleva a soluciones creativas y audaces.
• Reducción de costes. Al aprovechar los principios naturales, la biomimética puede implicar una reducción de costes a largo plazo al optimizar procesos y recursos de manera efectiva.

Ejemplos de biomimética

Todas estas características ponen de relieve la oportunidad que tienen las personas y las empresas a la hora de incorporar esta visión en sus procesos productivos para generar soluciones innovadoras de una forma más eficiente, económica y competitiva, pero, sobre todo, sostenible y respetuosa con el entorno con el que se relacionan. 

De hecho, muchas compañías ya están apostando por la biomimética desde hace años. En este sentido, algunos de los casos más sonados de la historia son:

• Los trenes bala Shinkansen de Japón. Los trenes bala del país asiático siempre habían sido famosos por su velocidad, pero hasta hace unos años, también lo eran por su ruido. Cuando entraban en un túnel, empujaban el aire a tal velocidad que se generaba una onda de presión y sonido que se podía escuchar a 400 metros de distancia, lo que era un problema especialmente en áreas residenciales. 

Para resolver el problema, el director de desarrollo tecnológico Eiji Nakatsu se inspiró en la aerodinámica del Martín Pescador, tras conocer que esta ave es capaz de sumergirse a gran velocidad desde el aire en el agua sin apenas salpicar. Por eso, rediseñó la parte delantera del tren imitando su pico. Además, las empresa también modificó las piezas que permiten al tren el suministro de electricidad, inspirándose en la forma de las plumas de los búhos, pudiendo cumplir con el estándar de ruido de 70 dBa establecido por el gobierno.

• Aerogeneradores más silenciosos. El búho vuelve a aparecer en una innovación relacionada con el ruido. Tal y como se explica en el libro Biomimicry: Innovation Inspired by Nature, estas rapaces son conocidas por ser depredadores silenciosos gracias a que sus plumas tienen unos bordes irregulares y unas franjas flexibles que minimizan las turbulencias que generan ruido antes de la caza. Basándose en ellas, los científicos e ingenieros han aplicado principios similares en el diseño de las palas y aspas de generadores de viento y turbinas con el objetivo de reducir el ruido.
• Superficies antibacterianas. La empresa Sharklet Technologies ha patentado una solución al problema de proliferación de cepas bacterianas resistentes a los antibióticos, emulando las características observadas en la piel de los tiburones. La estructura de la piel de este pez impide el crecimiento en la misma de crustáceos o balanos, elementos que sí que están presentes en otros organismos marinos. Las soluciones de Sharklet Technologies son utilizadas, sobre todo, en el ámbito médico y sanitario.
• Arquitectura bioclimática. En la nueva Oficina del Fiscal del Condado de Pinal, en el desierto de Arizona, se mejoró el rendimiento y la eficiencia a través de la imitación del cactus saguaro (del latín, Carnegiea gigantea). Tras crear un modelo tridimensional de un cactus saguaro por computadora y hacer una simulación de luz natural, los responsables del proyecto emularon las paredes verticales del cactus para proporcionar un auto sombreado continuo y una redistribución del calor para evitar el sobrecalentamiento. En las fachadas, además, colocaron un cristal bioinspirado en las telarañas, con el objetivo de que las aves pudieran ver los exteriores y evitaran chocarse contra ellos, algo frecuente en ese entorno.

Son muchos más los ejemplos que podemos encontrar de innovaciones basadas en la biomimética: pintura autolavable que copia la hoja de loto, materiales capaces de extraer agua de la humedad ambiente como hace el escarabajo del desierto de Namib, hologramas para impedir la falsificación de tarjetas de crédito a partir de las nanoestructuras de las alas de mariposa, etc.

La naturaleza es una fuente de inspiración constante con un montón de patentes escondidas. Se trata de una biblioteca con casi 4.000 años de conocimientos que pueden utilizar las empresas y sus profesionales para encontrar las soluciones que nuestra sociedad requiere en, prácticamente, cualquier sector. 

Según coinciden en señalar tanto un estudio de Fermanian Business & Economic Institute (FBEI) de la Point Loma Nazarene University como el análisis de Manuel Quirós sobre biomimética e innovación, industrias como la energética, la de los materiales, la arquitectura, la gestión agrícola, la médica, la movilidad o la robótica van a ser objetivos prioritarios en cuanto a inversión biomimética en los próximos años. 

Solo en Estados Unidos, de acuerdo con dicho estudio del FBEI, la biomimética podría generar alrededor de 1,6 millones de puestos de trabajo en esta década. Algunos casos corresponden a sustituciones de empleos ligados a productos y tecnologías más antiguas, como las energías fósiles, pero en otros muchos corresponden a mercados completamente nuevos.

¿Cómo podemos acelerar esta transformación? Estimulando la innovación y reconociendo que estamos rodeados de naturaleza por explorar. Por ello, y para desarrollar ese tipo de innovaciones basados en la naturaleza, los avances en áreas como la computación, los materiales, la sensorización o la Inteligencia Artificial presentan un enorme potencial. De ahí la necesidad e importancia de contar con trabajadores e investigadores cualificados en estas áreas del conocimiento.

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