Aquí hay 7 de los mejores ejemplos de biomímesis y diseño inspirado en la naturaleza

A veces, la mejor solución a un problema no siempre es la más compleja y, de la misma manera, la mejor respuesta no siempre es una nueva. Si bien es posible que los humanos nos estemos mojando los pies (relativamente hablando) con ingenio, el reino animal tiene milenios de prueba y error evolutivo de los que aprender.

La biomímesis, como se la llama, es un método para crear soluciones a los desafíos humanos emulando diseños e ideas que se encuentran en la naturaleza. Se utiliza en todas partes: edificios, vehículos e incluso materiales, por lo que pensamos que sería divertido reunir algunos de los ejemplos más notables. A continuación presentamos ocho de las aplicaciones tecnológicas más sorprendentes inspiradas en la naturaleza.

Trenes bala inspirados en los pájaros martines pescadores

Cuando los ingenieros japoneses asumieron la difícil tarea de mejorar sus trenes bala de alta velocidad, su diseño tropezó con un inconveniente desafortunado. El problema no era conseguir que estos trenes alcanzaran la velocidad deseada, sino más bien la enorme cantidad de ruido creado por el desplazamiento del aire delante de los trenes. Cuando los trenes entraban en los túneles, los vehículos a menudo creaban una fuerte onda de choque conocida como "boom del túnel". El poder de las ondas de choque incluso causó daños estructurales. daño a varios túneles.

El equipo de diseño determinó que el culpable era la tapa delantera bastante roma del tren. Para minimizar el auge del túnel y aumentar la aerodinámica general, necesitarían un morro más aerodinámico. Los ingenieros finalmente modelaron el siguiente modelo a partir del pico del pájaro martín pescador.

Los pájaros martín pescador tienen picos especializados que les permiten sumergirse en el agua para cazar sin apenas salpicar. Utilizando este nuevo morro, los trenes de la serie 500 de próxima generación fueron un 10 por ciento más rápidos, consumieron 15 por ciento menos de electricidady, lo más importante, no más “boom”.

Turbinas eólicas inspiradas en las ballenas jorobadas

Muchos de nuestros diseños aerodinámicos modernos se basan en principios bastante básicos. Para obtener una elevación óptima y una resistencia mínima, la clave son los bordes elegantes y las líneas limpias. Sin embargo, en todo el reino animal hay muchas especies capaces de levantarse excepcionalmente. La ballena jorobada, por ejemplo, utiliza aletas tuberosas y llenas de baches para propulsarse, lo que parece bastante contradictorio.

A harvard El equipo de investigación dirigido determinó que estos nódulos permiten a las ballenas elegir un lugar más empinado.ángulo de ataque.” El ángulo de ataque es el ángulo entre el flujo de agua y la cara de la aleta. En el caso de las ballenas jorobadas, este ángulo de ataque puede ser hasta un 40 por ciento más pronunciado que el de una aleta lisa. Debido a estas pequeñas crestas, se producen pérdidas seccionales en diferentes puntos a lo largo de la aleta. Esto hace que sea mucho más fácil evitar una pérdida total.

Pruebas llevado a cabo realizado por la Academia Naval de EE. UU., utilizando modelos de aletas, determinó que estas aletas biomiméticas redujeron la resistencia en casi un tercio y mejoraron la sustentación en un ocho por ciento en general. Whale Power, una empresa con sede en Toronto, Canadá, ya ha capitalizado esta última tecnología de tubérculos. De acuerdo a MIT, las palas biomiméticas de Whale Power ayudan a generar "la misma cantidad de energía a 10 millas por hora que las turbinas convencionales generan a 17 millas por hora".

Película antimicrobiana que imita la piel de tiburón.

Los tiburones son uno de los principales depredadores de los mares. Su destreza en la caza se ha perfeccionado a lo largo de milenios de evolución. Si bien los tiburones son bien conocidos por su agudo sentido del olfato y sus dientes regeneradores, una nueva investigación puede señalar que la piel de la especie es su activo de nicho más evolutivo.

La piel de tiburón está cubierta por los llamados "dentículos dérmicos". Piense en ellas como capas esencialmente flexibles de dientes pequeños. Cuando están en movimiento, estos dentículos dérmicos en realidad crean una zona de baja presión. Este vórtice de vanguardia esencialmente "tira" del tiburón hacia adelante y también ayuda a reducir la resistencia. No hace falta decir que existen muchas aplicaciones para un diseño de este tipo.

Speedo incorporó notoriamente piel de tiburón biomimética en una línea de trajes de baño para los Juegos Olímpicos de 2008. De acuerdo con la Smithsoniano, el 98 por ciento de las medallas de los Juegos Olímpicos de 2008 las ganaron nadadores que llevaban este traje de baño de piel de tiburón. Desde entonces, la tecnología ha sido prohibida en las competiciones olímpicas.

De manera similar, si bien se sabe que muchas especies acuáticas albergan otras especies marinas en sus cuerpos (como los percebes), los tiburones permanecen relativamente “limpios”, por así decirlo. Estos dentículos dérmicos microscópicos también ayudan a los tiburones a defenderse de los microorganismos. Desde entonces, la Marina de los EE. UU. ha desarrollado un material, conocido como tiburón, basado en este patrón de piel para ayudar a inhibir el crecimiento marino en los barcos. Partiendo de esta misma idea, muchos hospitales también están utilizando un dispositivo biomimético de piel de tiburón. película para combatir la contaminación cruzada.

Piel de tiburón, tan caliente en este momento.

Recolectando agua como el escarabajo Stenocara

Realmente no es ningún secreto en este momento: el acceso al agua es fundamental para cualquier civilización sostenible y para la vida en este planeta en general. Si bien algunos lugares del mundo tienen abundantes recursos hídricos, como lagos y ríos, los climas más áridos deben conformarse con precipitaciones limitadas. La tecnología derivada de un escarabajo que prospera en uno de los entornos más hostiles de la Tierra bien podría ayudar a iniciar la próxima generación de recolección de agua limpia.

El escarabajo Stenocara vive en el árido desierto africano de Namib, pero esta criatura del tamaño de una moneda de diez centavos tiene un truco evolutivo que le ayuda literalmente a extraer agua de la nada. Un patrón de nodos a lo largo de la espalda del escarabajo le permite a la criatura recolectar la humedad de la niebla de la mañana. Las gotas entonces deslizar de las protuberancias en pequeños canales hacia la boca del escarabajo. Actualmente, los académicos están utilizando esta investigación para desarrollar patrones biomiméticos capaces de recolectar agua del aire.

Absorbiendo golpes como un pájaro carpintero

Los pájaros carpinteros son conocidos por su excepcional capacidad de excavación. Las criaturas usan sus picos para buscar insectos y también para crear rincones. Cuando los pájaros carpinteros perforan estos agujeros, experimentan una desaceleración de 1200 fuerzas gravitacionales (G) casi 22 veces por segundo. Para poner esto en perspectiva, un accidente automovilístico grave provocaría el equivalente a 120 Gs en un pasajero. ¿Cómo resiste el pájaro carpintero estas sacudidas perpetuas?

La respuesta: amortiguadores naturales. Utilizando vídeo y tomografías computarizadas, un estudio realizado en la Universidad de California en Berkeley descubrió que los pájaros carpinteros tienen cuatro estructuras. diseñado para absorber golpes mecánicos. El pico semielástico del pájaro, un área de “hueso esponjosoEl material detrás del cráneo y el líquido cefalorraquídeo trabajan al unísono para prolongar el tiempo durante el cual se produce esta conmoción cerebral y, por lo tanto, inhiben la vibración. Basándose en este diseño multifacético, el equipo está trabajando para crear una serie de aplicaciones que van desde registradores de vuelo más resistentes a los golpes (cajas negras) hasta naves espaciales resistentes a micrometeoritos.

Camuflaje de cefalópodos

Los calamares, como todos los cefalópodos, son capaces de brillar (bioluminiscencia) además de cambiar el color de su piel. Esta capacidad de camuflaje les permite esconderse de los depredadores, mientras que la bioluminiscencia les permite comunicarse y/o atraer a una pareja. Este complejo comportamiento es producido por una red especializada de células cutáneas y músculos.

Investigadores de la Universidad de Houston han desarrollado un dispositivo similar capaz de detectar su entorno y compararlo en cuestión de segundos. Este primer prototipo utiliza una cuadrícula pixelada flexible que utiliza actuadores, sensores de luz y reflectores. Como los sensores de luz detectar Ante un cambio en el entorno, se envía una señal al diodo correspondiente. Esto genera calor en la zona y la rejilla termocromática cambia de color. Esta “piel” artificial podría tener aplicaciones tanto militares como comerciales en el futuro.

Sistemas de ventilación inspirados en las termitas.

A menudo, la biomímesis no se trata simplemente de imitar un nicho anatómico o evolutivo de una especie. A veces, incluso podemos seguir señales de las estructuras que construyen estos animales para crear mejores sistemas de soporte vital para nosotros.

Las termitas suelen tener mala reputación debido a sus propiedades destructivas. Sin embargo, las termitas son famosas por crear algunos de los sistemas de ventilación de refrigeración más elaborados del planeta. Incluso en algunos de los lugares más calurosos, estos montículos de termitas permanecen excepcionalmente frescos por dentro.

Utilizando una intrincada red de bolsas de aire intencionadas, los montículos crean un natural Sistema de ventilación mediante convección. la empresa de ingenieria Arup construyó un centro comercial completo en Zimbabwe basado en este sistema de convección natural. Actualmente el sistema utiliza 10 por ciento menos energía que una instalación tradicional con aire acondicionado.

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