Biomimética: diseños punteros inspirados en la naturaleza

Las patas de los anfibios podrían contener la clave para mejorar la eficiencia de una amplia gama de productos, desde vendajes médicos hasta neumáticos y todo tipo de adhesivos, según un investigador británico.

Niall Crawford, de la Universidad de Glasgow, presentó las conclusiones de su trabajo esta semana a la conferencia anual de la Sociedad de Biología Experimental, que tuvo lugar en la ciudad escocesa.

En el encuentro se discutieron avances en biomimética, como se conoce a la disciplina que busca inspiración en la naturaleza para soluciones ecoeficientes en diseño e ingeniería.

Crawford estudió una especie de anfibio comúnmente denominada rana arborícola de White o rana aborícola de Australia (Litoria caerulea), cuyas patas tienen una extraordinaria capacidad de adherencia.

Autolimpieza y fricción

Las ranas arborícolas tienen en las extremidades pequeñas almohadillas, pero hasta ahora los científicos no habían logrado descifrar cómo lograban evitar la adherencia de polvo o suciedad.

Los investigadores colocaron a los anfibios en plataformas rotativas en diferentes ángulos. Cuando las patas estaban sucias, las ranas inicialmente no lograban adherirse. Pero si daban algunos pasos, la segregación de mucus les permitía limpiar sus patas mientras se movían.

"Cuando la rana se desplaza, la segregación de mucus remueve las partículas de suciedad"

Niall Crawford, Universidad de Glasgow

Las ranas arborícolas tienen pequeños patrones hexagonales en sus patas. "Utilizan un sistema de autolimpieza, segregando mucus. Y al presionar sus patas contra la superficie aumentan la fricción. El mucus combinado con este movimiento les permite limpiar sus patas mientras andan", explicó Crawford.

"Cuando la rana se desplaza, la segregación de mucus remueve las partículas de suciedad. Si pudiéramos trasladar este sistema a nuestros diseños, podríamos crear adhesivos mucho más efectivos y reusables".

Pintura para embarcaciones

Otro de los ejemplos presentados en la conferencia en Glasgow es una superficie artificial inspirada en semillas flotantes, que podría proveer una alternativa a las pinturas tóxicas utilizadas actualmente para proteger los cascos de las embarcaciones.

Las llamadas pinturas antifouling o antiincrustantes evitan la fijación de algas y de otras formas de vida, pero contienen productos conocidos como biocidas, sustancias químicas que destruyen esos organismos.

Científicos en Alemania estudiaron la superficie de semillas de una especie de palmera, Dypsis rivularis, que se dispersan en las corrientes oceánicas.

"Examinamos la microestructura en la superficie de las semillas y vimos que tenían diminutas fibras que se movían constantemente, impidiendo la fijación de organismos marinos", explicó Katrin Mühlenbruch, del Centro de Innovación de Biomimética de la Universidad de Ciencias Aplicadas en Bremen.

Usando una base de silicona, los científicos alemanes crearon una superficie artificial similar a la de las semillas, con una cobertura de fibras, que está siendo probada actualmente en el mar.

“Los resultados iniciales son prometedores, pero aún tenemos un largo camino por recorrer. Nuestro objetivo es crear una pintura para recubrir el casco de las embarcaciones que esté inspirada en la naturaleza y que no sea tóxica".

"Esto permitiría al mismo tiempo evitar daños ambientales y hacer que los barcos sean más eficientes".

Los diseños inspirados en la naturaleza tienen muchos antecedentes, incluyendo el caso famoso del ingeniero suizo George de Mestral que en 1941 creó el Velcro inspirado en los cardos adheridos al pelo de su perro. De Mestral percibió que la flor de cardo contenía pequeños ganchos flexibles que se pegaban a la felpa del tejido.

Otro ejemplo es el uso del sistema de ecolocación (a través del rebote de ondas) de los murciélagos para diseñar un bastón para invidentes.