Biomímesis: La naturaleza como maestra

Por: Ignacio Belda Hériz · Autor del libro "Economía Circular. Un nuevo modelo de producción y consumo sostenible"

Hablar de economía circular puede resultar complejo si no se conocen a priori las fuentes de las que bebe. Varias son las teorías que se pueden considerar como “originarias”, sobre cuyos pilares reposan sus principios, y que, con el paso de los años, han ido convergiendo poco a poco hasta constituir el fenómeno que hoy en día buena parte de nosotros conocemos como “economía circular”, que, en definitiva, no es sino la puesta en práctica y aplicación en común de todas esas tesis que la configuran. De entre todas esas teorías, hoy me gustaría escribir sobre una en particular, la que, para mí, es quizás la más fascinante (por supuesto, sin menospreciar al resto). Se trata de la Biomímesis.

La biomímesis es, por sí misma, una figura diferenciada que, si bien es una parte esencial de la economía circular, constituye un fenómeno independiente. Su origen (como teoría) se remonta a 1997, con la publicación de “Biomimicry: Innovation inspired by Nature”, de la bióloga y escritora estadounidense Janine M. Benyus, y se podría definir como la parte de la ciencia que se encarga de estudiar a la naturaleza, a la vida (bio-) en la Tierra como fuente de inspiración, para, valiéndose de las nuevas tecnologías, imitar (-mimesis) sus procesos, y así ofrecer soluciones innovadoras a problemas humanos. En definitiva, se trata de estudiar a los diferentes seres y organismos que, junto con los seres humanos, componen la vida en el Planeta, para tratar de emular las soluciones que la naturaleza ha sabido desarrollar para resolver, valiéndose únicamente de sus recursos disponibles, todos los problemas a los que debe enfrentarse.

Cualquier otro ser vivo necesita, al igual que los seres humanos, adaptarse al ecosistema en el que vive para poder sobrevivir. Un ser vivo no solo logra alimentarse, aclimatarse o guarecerse utilizando exclusivamente los recursos de que dispone en el lugar en que habita, sino que también, gracias a millones de años de evolución, cada especie ha desarrollado únicos y diferentes mecanismos que le ayudan a hacerlo de la manera más eficiente y eficaz posible. Un mismo recurso o proceso en la naturaleza es capaz de resolver varios problemas (incluso a varias especies distintas), mientras que los seres humanos empleamos innumerables recursos para, en innumerables ocasiones, solucionar un único problema, desperdiciando por el camino miles de oportunidades.

Así, por ejemplo, las arañas son capaces de producir una tela que les permite capturar a sus presas, y que, a su vez, en muchos casos, constituye también su morada, por lo que gracias a la telaraña consiguen alimento y guarida. La tela de araña es hasta cuatro veces más resistente que un cable de acero de su mismo grosor, cinco veces más elástica y, además, extremadamente pegajosa, mientras que, por otro lado, los seres humanos, para fabricar acero, material elástico o pegamento que tengan propiedades equivalentes a la telaraña, necesitamos emplear grandes cantidades de materias primas y, por lo general, la mayoría de esos productos ni siquiera tienen utilidad por sí mismos, únicamente constituyen materiales empleados para la fabricación de otros productos finales. ¿Y si los seres humanos fuésemos capaces de desarrollar un material tan elástico, resistente y pegajoso como la tela de araña que nos permitiese emplearlo para múltiples funcionalidades? Eso es lo que los científicos de varios países llevan años intentando y eso es, en suma, en lo que consiste la biomímesis.

Los hilos de seda de araña están formados por proteínas que permanecen almacenadas dentro del cuerpo de estos arácnidos, preparadas para ser usadas en cualquier momento. Si estas proteínas se acercasen demasiado unas a otras por el extremo adecuado se enlazarían y formarían el hilo antes de salir al exterior. Los científicos han descubierto que, para evitar que esto suceda en el interior del cuerpo de las arañas, las proteínas están almacenadas perfectamente ordenadas de manera que nunca entren en contacto y que, cuando se acercan al conducto por el cual salen al exterior, estas proteínas siguen el proceso inverso, es decir, favoreciendo el enlace que forma la tela.

Estudiar y comprender el mecanismo que desarrollan las arañas para la elaboración de sus telas ha permitido a varias compañías sintetizar telas con propiedades similares a escala industrial, como por ejemplo, la “hijuela de araña” que está siendo desarrollada por científicos españoles, con un grosor 10.000 veces mayor al de la seda de araña y que aspira a poder usarse en el futuro de la biomedicina para ayudar a regenerar tejidos, una vez que se consiga producir de manera autónoma, emulando directamente el proceso de fabricación natural de las hebras de las arañas[1]. Otros ejemplos son la empresa alemana AMSilk, que ha desarrollado seda de araña sintética biodegradable que utiliza para fabricar productos tan variados como textiles, dispositivos médicos o cosméticos y que está trabajando con Airbus para revolucionar el diseño aeroespacial, pues emplear los biopolímeros en la fabricación de los aviones, podría hacer la nave más ligera y, por tanto, contribuir al ahorro de combustible.  

La biomímesis, no obstante, va mucho más allá y no solo nos puede ayudar a fabricar materiales más resistentes o con más aplicaciones, sino que también, gracias al estudio de la naturaleza, hemos sido capaces de desarrollar estructuras enteras que han permitido solventar cuestiones que el diseño tradicional no ha sido capaz de ofrecer. Ejemplo de ello es el complejo de oficinas y centro comercial Eastgate Building, en Harare, Zimbabue, que, a pesar de carecer de aire acondicionado y encontrarse en una de las regiones más calurosas del Planeta, tiene su propio sistema interno de control de la temperatura y ventilación, inspirado por la estructura de los montículos de las termitas. Según estudios recientes, la estructura de los termiteros de la especie africana Macrotermes michaelseni, constituidos por una gran “chimenea” que sale a la superficie, y un gran nido interior, oculto bajo tierra,  funciona al estilo de un pulmón, facilitando el intercambio de gases en la colonia subterránea. Impulsadas por el calor solar que recibe el montículo exterior, donde el aire caliente, menos pesado, se disipa, renovando el aire más frío en la base, se generan  corrientes de aire internas en la red de conductos subterráneos, excavados por las termitas, que actúan como fuente de refrigeración, permitiendo la ventilación del nido. Emular esta estructura permitiría desarrollar sistemas de control de clima y ahorro de energía en nuestros edificios y, eso es precisamente lo que hicieron los arquitecto que diseñaron este complejo de edificios, y, por consiguiente, la ventilación del Eastgate cuesta una décima parte que la de un edificio equipado con aire acondicionado estándar y consume un 35% menos de energía que seis edificios convencionales. Durante los primeros cinco años de su construcción, se ahorraron alrededor de 3,5 millones de dólares (más de 2,5 millones de euros) en gasto energético gracias a su diseño.[2]

Gracias al estudio de los delfines, capaces de reconocer las llamadas de individuos específicos a una distancia de hasta 25 kilómetros, sin que el agua interfiera en las ondas sonoras, la empresa alemana EvoLogics ha conseguido desarrollar sensores submarinos que pueden transmitir frecuencias similares a las emitidas por estos animales, lo que permite detectar terremotos submarinos con mayor precisión y, por tanto contribuir en la detección y alerta rápida de tsunamis. La compañía canadiense Whale Power, inspirada en el diseño y funcionamiento de las aletas de la ballena jorobada, que tienen unas protuberancias en los bordes delanteros gracias a los cuales reducen hasta un 32% la fricción y aumentan significativamente su agilidad pese a su considerable peso, ha conseguido desarrollar turbinas y ventiladores hasta un 20% más eficientes al añadirles muescas similares en las hélices, haciendo posible que comiencen a girar con velocidades de viento más bajas, aumentando así la cantidad de tiempo que pueden funcionar y la cantidad de energía que pueden generar. La empresa estadounidense de nanotecnología NBDNano, emulando al escarabajo del Desierto del Namib (donde solo caen 1,4 centímetros de lluvia por año), que, inclinándose sobre su parte delantera, recoge las gotas de agua de la niebla y el rocío matinal sobre su lomo, repleto de baches y ondulaciones, para que el agua se deslice hacia abajo y llegue hasta su boca, ha conseguido crear el prototipo de una botella de agua que se llena por medio de la condensación, un sistema que, además, interesa a varias organizaciones humanitarias pues, desarrollar un sistema similar, podría conseguir paliar la escasez de agua que se vive en muchas áreas del Planeta en donde las precipitaciones son tas escasas como las que caen en el hogar de dicho escarabajo.

Como vemos, son innumerables los ejemplos de empresas que, alrededor del mundo, han desarrollado soluciones innovadoras, sostenibles y eficaces inspirándose en la naturaleza y, con toda seguridad, serán muchas más las que sigan su estela en un futuro. Las posibilidades que nos ofrece la naturaleza son infinitas, sobre todo si tenemos en cuenta que se estima que aún no conocemos más del 80% de los seres vivos que habitan en nuestro Planeta.

Pese al potencial que presentan las soluciones biomiméticas y al abanico de oportunidades que la naturaleza nos ofrece, hay otra triste realidad, y es que, durante las últimas décadas, pese a los avances en materia de conservación, la pérdida de biodiversidad sigue siendo un grandísimo problema en nuestra era y un reto al que no terminamos de hacer frente, hasta el punto de que los científicos ya han anunciado que la Sexta Extinción Masiva está teniendo lugar, lo que se traduce en que, del aproximadamente 86% de especies que desconocemos, es probable que muchas de ellas se extingan antes de que, si quiera, logremos ser conscientes de su existencia.

La pérdida de biodiversidad no solo debería preocuparnos por la evidente degradación medioambiental que genera, también significa que estamos perdiendo la posibilidad de aprender nuevas maneras de hacer las cosas, nuevas formas de trabajar y de desarrollarnos y, en definitiva, la posibilidad de dar respuesta a muchas de los retos a los que debemos enfrentarnos cada día. Aprovechando que este pasado mes de mayo hemos conmemorado el Día Mundial de la Diversidad Biológica, el Día Europeo de los Parques Naturales o el Día de la Red Natura 2000, no vendría mal recordar que de la conservación de la vida en nuestro Planeta depende ya no solo nuestra propia conservación, sino todo nuestro desarrollo.

En la naturaleza encontramos árboles que se transmiten información a través del micelio, una red formada por hongos que, como si de nuestras redes de comunicación se tratase, ayuda a conectar a unos ejemplares con otros, permitiendo que, por ejemplo, los árboles más altos y robustos de los abetos Douglas transfieran carbono a otros más pequeños que no reciben la suficiente luz solar, permitiéndoles crecer a la sombra de otros árboles ; encontramos aves cuya aerodinámica es sorprendente, infinitamente más sofisticada que la de cualquier aparato desarrollado por los seres humanos, que permite que algunas especies, como los vencejos, puedan permanecer meses enteros volando, sin necesidad de posarse en ningún momento; encontramos escarabajos, como el escarabajo rinoceronte, que son capaces de levantar hasta 850 veces su peso utilizando únicamente su propio cuerpo…   Cualquier invento que hayamos desarrollado, la naturaleza, como consecuencia de millones de años de evolución, lo ha desarrollado mucho antes. En la naturaleza tenemos una maestra y, ya sea por desconocimiento o por soberbia, en vez de aprender de ella, estamos destruyéndola.

La biomímesis en particular y la economía circular, en general, pueden ayudarnos a encontrar las respuestas a buena parte de los retos y problemas que todavía no hemos sido capaces de encontrar y, para ello, es necesario no solo que conservemos nuestra preciada biodiversidad y naturaleza, sino que estemos dispuestos a aprender de ella.

[1] Por el momento, solo se ha conseguido a través de la extracción de las glándulas de las arañas, pero los investigadores que la han desarrollado siguen estudiando la forma de conseguir fabricarla de manera autónoma

[2] https://blogs.20minutos.es/ciencia-para-llevar-csic/tag/eastgate/