Innovación tecnológica inspirada en la naturaleza
Debora Lithgow
La naturaleza posee las respuestas a la mayoría de las preguntas que los científicos nos planteamos para desarrollar nuevos materiales, para explicar ciertos fenómenos y para explorar nuestro mundo y nuestro espacio. En este artículo te presentamos algunos diseños inspirados en la naturaleza.
Palabras clave: inspiración, naturaleza, tecnología
Todos sabemos de la importancia de la naturaleza para el bienestar humano. Algunos de los beneficios que obtenemos del funcionamiento de los ecosistemas son tan importantes como algunos alimentos, agua limpia, materiales de construcción o protección contra huracanes. Además, la naturaleza ha servido de inspiración para numerosos desarrollos tecnológicos que resuelven problemas. A continuación, te contamos sobre algunos que son sorprendentes.
Tren de alta velocidad Shinkansen
Este tren japonés era muy esperado por los habitantes y presumido por las autoridades. Sin embargo, pronto notaron que la nariz chata del tren lo hacía poco aerodinámico y cuando atravesaba un túnel causaba un estruendo terrible que despertaba de un brinco a los pobladores. A pesar de los inconvenientes, el proyecto no se podía cancelar pues eso traería graves consecuencias económicas. Afortunadamente, uno de los ingenieros tenía un pasatiempo muy divertido: observar aves. Un día, el ingeniero vio que un martín pescador se clavó en el agua para capturar a un pez. Lo más interesante fue que, a pesar de la gran velocidad en picada, cuando el martín entró al agua casi no salpicó. Después de un análisis cuidadoso, la nariz del tren fue rediseñada y ahora imita las proporciones del pico del martín pescador. Los nuevos trenes son mucho más silenciosos y rápidos.
Un pelo de oso
El oso polar (Ursus maritimus), habita en algunas zonas de Canadá, Estados Unidos, Groenlandia, Rusia y Noruega. Para protegerse de las bajas temperaturas, los osos cuentan con un pelaje muy diferente al de otros animales. En un microscopio puedes ver que cada pelo tiene un núcleo cilíndrico perforado a través de su centro. Estas características les permiten su notable capacidad de retención de calor, resistencia al agua y elasticidad, todas propiedades deseables para un aislante térmico. Por ejemplo, un grupo de ingenieros chinos fabricaron un aislante a base de tubos huecos de carbono y encontraron que, en comparación con otros, el diseño inspirado en el pelo de oso polar era más liviano y más resistente al flujo de calor. También, observaron que el aislante no es afectado por el agua, una característica útil tanto para mantener calientes a los osos mientras nadan, como para garantizar el rendimiento del aislamiento en condiciones húmedas. Como beneficio adicional, el nuevo material es extraordinariamente elástico.
Una piel muy especial
Las estructuras que están en el mar se deterioran por la salinidad y porque su superficie es colonizada por percebes, algas, entre otros organismos. A este proceso se le llama bio-incrustación y ocasiona pérdidas millonarias. Por ejemplo, las embarcaciones con bio-incrustación son menos hidrodinámicas y consumen más combustible para desplazarse. La solución había sido cubrirlos con pinturas altamente tóxicas pero éstas contaminan. Ahora se analiza una solución inspirada en la piel de los tiburones. Estos depredadores tienen pocos parásitos en la piel porque está recubierta por millones de escamas en forma de “V”, muy lisas en una dirección y muy ásperas en sentido contrario. Además, las escamas se sobreponen entre sí y se mueven por lo que la superficie a la que se pueden adherir los organismos es limitada y cambiante. Algunos científicos usaron estas características para crear superficies a las que se les pegan menos organismos, como embarcaciones con menos bio-incrustación e instrumental médico con menos bacterias.
Los erizos y la tecnología espacial
Los erizos de mar son una extraña fuente de inspiración para la tecnología, ya que lo único que hacen es estar sobre las rocas durante todo el día. Sin embargo, resultaron el modelo para el diseño de los vehículos que exploran Marte. El erizo rojo (Strongylocentrotus fragilis), es un erizo marino endémico del Océano Pacífico. Su alimento consiste prácticamente en algas, mismas que roe y rasca del suelo marino rocoso donde habita con cinco dientes en forma de gancho con puntas triangulares. Esta estructura, y sus hábitos alimenticios fueron el curriculum vitae que estaban buscando los investigadores de la Universidad de California-San Diego, que diseñaron el vehículo Rover para la exploración en Marte. Se trata de un dispositivo bioinspirado para recoger muestras de tierra de diferentes áreas, basta con ver algunos primeros planos de la boca de un erizo, para darse cuenta por qué inspiraron la exploración de otros planetas.
Pies de figura
Fig 1. (página de inicio) El pico del Martín pescador inspiró la nariz del tren de alta velocidad Shinkansen. Arriba tren (Dominio público), abajo a la izquierda: el pico de un martín pescador (Autor: Laitche, Dominio Público), abajo a la derecha: un martín pescador en picada (Autora: Ellen Chan, Dominio Público).
Fig. 2 El pelo de oso polar es fuente de inspiración para materiales de aislamiento. Arriba oso polar en su hábitat (Dominio público). Abajo izquierda: un pelo de oso visto en el microscopio (Fuente: http://www.habanaradio.cu/articulos). Abajo a la derecha: material inspirado en el pelo de oso visto en un microscopio de electrones (Fuente: Hui-Juan Zhan).
Fig. 3 La textura de la piel de tiburón nos podría ayudar a prevenir la bio-incrustación en barcos. Arriba: tiburón sin parásitos en la piel (Dominio público), abajo a la izquierda: piel de tiburón en el microscopio (Fuente: Pascal Deynat/Odontobase, CC BY-SA, 3.0) y abajo a la derecha: barco con bio-incrustación (Fuente: https://haveyoursay.agriculture.gov.au).
Fig. 4 Los erizos de mar están inspirando la tecnología espacial. Arriba equipo inspirado por los erizos (https://sites.google.com/a/eng.ucsd.edu/156b-2015-winter-team4/), abajo a la izquierda: boca de erizo y diseño inspirado (Fuente: http://jacobsschool.ucsd.edu/news), abajo a la derecha: erizo rojo (Dominio público).
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- Percepcion y conservación de los bosques aledaños a la ciudad de Xalapa
- INECOL y Ganadería Sustentable de Veracruz
- Firma de convenio EER-INECOL con CANACINTRA
- Vida silvestre
- Paquetes de sustrato activado para la producción de hongos comestibles y medicinales
- Un lenguaje común entre plantas y bacterias, y su importancia en la producción agrícola
- Los hongos microscópicos saprobios. Un valioso recurso pobremente conocido en México
- Un nuevo patrimonio mundial el Valle de Tehuacán - Cuicatlán: hábitat originario de Mesoamérica
- Encinares tropicales y hongos, fuente de servicios y productos naturales de origen ancestral que requieren protección
- Los escarabajos del agua
- Amorcito con sazón
- La superficie de las hojas
- El patrimonio biocultural de México; un tesoro de los pueblos indígenas
- Del INECOL hacia la libertad
- Bacterias del cuerpo: la lucha entre el bien y el mal
- La paradoja muérdago
- Lobos en el INECOL
- La vaquita marina
- Los bosques tropicales secos y su contribución al bienestar humano
- Salamandra enana de la Sierra Madre Oriental, chiquita pero curiosa
- Una familia de abolengo
- Los hongos comestibles, fuente de antioxidantes de beneficio a la salud
- Helechos en la ciudad
- Restaurar bosques para conservar la fauna: el caso de los anfibios
- Algunas consideraciones sobre la Evolución
- 100 años de conservar la Biodiversidad Mexicana
- Bases de datos en plantas
- La pitaya: un fruto que puede cultivarse sin eliminar la vegetación
- Jardin de mariposas
- Investigando nuevos métodos para controlar los zancudos en el estado de Veracruz
- Utricularia; una de las especies favoritas del naturalista Charles Darwin
- La Colección de Hongos (XAL) del INECOL
- La vida en mí, conociendo a mis huéspedes eternos
- Microscopía electrónica de barrido y microanálisis de elementos del Clúster Científico y Tecnológico BioMimic®
- Escarabajos fruteros en México
- Parque Nacional Revillagigedo: un legado de conservación a posteridad
- Tigmotropismo y sensualidad
- Innovadores humedales flotantes: plantas y bacterias aliados en el mejoramientos de la caliddad del agua
- Hongos Ascomicetos: pequeños gigantes de las áreas verdes urbanas y periurbanas de Xalapa
- Vida microscrópica de las zonas arqueológicas
- El escarabajo arqueológico, el azar y la necesidad
- ¿Cómo respiran las bacterias?
- Los microbios de las plantas, una mirada a la biotecnología
- La conectividad de la naturaleza
- Lienzos del pasado
- Las interacciones ecológicas y su importancia para el hombre
- ¿Cómo puedes identificar un trozo de madera o carbón vegetal de forma rápida sencilla y barata?
- Colibríes sin fronteras: la importancia de los movimientos migratorios
- Los mitos y sus consecuencias en la conservación de los anfibios y reptiles mexicanos
- La importancia de los microorganismos en los insectos
- La pérdida de los sabores en la cocina mexicana
- Programa Fomento a la carrera científica y tecnológica para niños y jóvenes 2017
- El laboratorio del desierto: un orgullo del Instituto de Ecología A.C. para México
- ¿Qué hay dentro un higo? Descubre la fascinante relación entre higos y avispas
- Sobre el sexado de muestras de animales silvestres en campo
- Biomimetismo: innovación inspirada en la naturaleza
- Sobre la complejidad de los ecosistemas y los problemas ambientales
- 40 años cambiando la forma de entender y vivir con la naturaleza
- ¡Un plástico menos, un minuto más de vida para el planeta!
- Liebres en la niebla
- El último “bestseller” de Darwin: La formación del mantillo y las lombrices de tierra
- La dispersión de semillas por aves y la recuperación del bosque mesófilo de montaña
- Las patas de elefante, plantas veracruzanas ahora protegidas internacionalmente
- ¿Para qué sirve tener plantas en la playa?
- Biodiversidad del Santuario del Bosque de Niebla: peces y sus parásitos
- Recubrimientos a base de quitosano una opción para el mango Manila en Veracruz
- El cultivo de hongos comestibles, alternativa para mejorar la dieta y el bolsillo de los mexicanos
- Aguacates maduros: elixir de los dioses
- La conquista del suelo
- Enfrentando el reto del manejo de cuencas en el marco del cambio climático
- Centro de Reclutamiento de Nuevos Talentos del INECOL
- El mosquito Aedes albopictus: un nuevo colono que llegó para quedarse
- Gobernanza para los Ecosistemas Costeros y Marinos de Iberoamérica
- Terminal Portuaria Tuxpan, un proyecto ambientalmente sustentable
- Informe e investigación del proyecto “Tour de interacciones ecológicas”
- Cursos de campo para la investigación científica: más que excursiones al aire libre
- Preservar y proteger los manglares: tarea de todos
- Cambio climático, manejo costero y pesca: desafío integral
- Cerca de 15,000 niños beneficiados por el programa Fairchild Challenge coordinado por el INECOL
- La tortuga llanera, una especie clave, símbolo de la Reserva de la Biosfera de Mapimí
- Dos especies de moscas invasoras (Diptera: Drosophilidae) detectadas en las proximidades de Xalapa
- Integridad ecosistémica y congruencia en las políticas de desarrollo: Dos temas para reflexionar en el Día Mundial del Medio Ambiente
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- Desarrollo costero sustentable: desafío de integridad ecológica
- REFLEXIONES
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- 40 años de éxitos: la historia del INECOL
- Drones: observación de fauna y de hábitats desde el aire
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- Santuario Bosque de Niebla: entre la biodiversidad y la irregularidad
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- El juego como una herramienta para fomentar la conservación de las especies
- Mosquita muerta o glotona
- Cambio climático: La Agenda del INECOL frente a IPCC-2013 y COP-21 2015
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- 40 años de éxitos del Instituto de Ecología, A.C.
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- El INECOL y el Ayuntamiento de Xalapa firmaron un convenio de colaboración para saneamiento del agua
- Manejo ecosistémico de recursos naturales
- Cultiva hongos comestibles
- Adéntrate en el bosque
- Bacterias... la otra historia
- Fue clausurado el ciclo 2014-2015 del programa Fairchild Challenge
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- A favor de conservar la diversidad biológica en los porteros ganaderos
- La comunicación química en la naturaleza: Ecología Química en el INECOL
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- Reconocimiento a la Dra. Patricia Moreno-Casasola por su labor en favor de la ecología
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- La situación de la calandria de Fuertes (Icterus fuertesi): una especie veracruzana en riesgo
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- 50 Aniversario de la Dalia como la Flor Nacional de México
- el ocelote: un felino en peligro de extincion
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