Más sabia que los sabios

Imitando a la naturaleza

En 1506, el embaucador y mago profesional Zoroastro da Peretola se rompió una pierna tratando de volar con unas alas mecánicas. Fue el primer hombre-pájaro de la historia, pero no estaba probando ningún invento. Leonardo da Vinci, el genial anciano que había diseñado aquellas mismas alas, había invertido antes muchas horas observando el vuelo de los pájaros. Lo único que había hecho era tratar de imitarlos.

Antes de él, el vuelo de las aves había inspirado ya a muchos pueblos indígenas, que usaban desde tiempo inmemorial plumas de pájaro para afinar la trayectoria de sus flechas. Y mucho después de Zoroastro, en 1903, los hermanos Wright consiguieron por fin volar durante doce segundos sin romperse ningún hueso. También ellos habían estudiado a fondo el vuelo de las aves antes de construir el primer aeroplano.

Más o menos toscamente, todos ellos acertaron. La naturaleza es más sabia que las personas resolviendo problemas, aunque sólo sea porque ha tenido miles de millones de años para ir probando. Los ingenieros, los arquitectos y hasta los médicos harían bien en dedicar un poco más de tiempo a contemplar la naturaleza y aprender de ella.

Algunos ya lo han hecho, y sus descubrimientos están configurando hoy una nueva ciencia llamada ‘biomimética’. La biomimética (es decir, la imitación de los seres vivos) analiza en detalle los ‘trucos’ que la naturaleza ha desarrollado y se inspira en ellos para hacer realidad nuevas tecnologías.

Todo comenzó en 1917, cuando el escocés D'Arcy Wentworth Thompson publicó un libro pionero: «On Growth and Form». En él, Thompson analizaba matemáticamente algunas formas geométricas —por ejemplo, espirales, hexágonos o ramificaciones— que, si uno se fija bien, encontrará presentes en muchos seres vivos. No sólo eso. Demostró también que existen operaciones matemáticas capaces de transformar geométricamente ciertas formas vivientes en otras.

Transformación de Argyropelecus olfersi en Sternoptyx diaphana

Cincuenta años más tarde, el investigador Jack Steele inauguró la «biónica» —la ciencia que ha creado, por ejemplo, el sónar inspirándose en murciélagos y delfines—. La palabra ‘biomimética’ la acuñó en 1997 la bióloga Janine Benyus. La biomimética no sólo estudia las funciones, sino también las formas y estructuras de la naturaleza, tanto de las plantas como de los insectos o de los animales en general. Algunos de sus logros son bien conocidos, pero todos ellos son fascinantes.

Las plantas

En 1941, mientras paseaba con su perro por los Alpes, el ingeniero suizo George de Mestral observó cómo las semillas de la bardana se enganchaban en su ropa y en la pelambre de su perro. Esta observación lo inspiró para crear un ingenioso sistema de cierre que entrelaza diminutos ganchos con bucles, y que hoy conocemos como ‘velcro’.

Todos sabemos que el bambú resiste, sin inmutarse apenas, los embates del viento. Ante el empuje del aire, su tallo, hueco y segmentado, se curva suavemente, y sus raíces, aunque no muy profundas, pueden extenderse hasta siete metros más allá de la base. Pues bien, en Taiwán la estructura del edificio Taipei 101, de más de medio kilómetro de altura, está inspirada precisamente en los tallos de los bambúes. En caso de vientos fuertes o terremotos, el edificio se bambolea suavemente sin que su estabilidad peligre.

Estudiando el balanceo de los troncos vegetales, los arquitectos del antiguo Japón idearon un sistema que permitía construir pagodas resistentes a los seísmos. En una pagoda, el poste central no está conectado directamente al edificio. En caso de terremoto, vibra con una frecuencia diferente del resto de la estructura, y por lo tanto amortigua el bamboleo de la pagoda en su conjunto. Hoy en día, algunos edificios de Japón, como el Tokyo Skytree, están basados en ese mismo principio.

Además, el reino vegetal nos reserva todavía otras sorpresas. La fotosíntesis no es tan eficiente como la tecnología de las células solares pero, a diferencia de estas, las plantas se reparan solas y son capaces de reproducirse. Por si eso fuera poco, nos aportan también oxígeno, y son verdaderas fábricas de alimentos, materiales y sustancias cuyos efectos medicinales apenas estamos empezando a conocer.

Crédito: Prasan Shrestha/Parag.naik

Los animales

En 1964, cuando entró en funcionamiento el ‘tren bala’ japonés, se recibieron muchas protestas de los residentes cercanos a su recorrido. El tren era demasiado ruidoso. Por fin, en 1989 el ingeniero Eiji Nakatsu, aficionado a estudiar el comportamiento de las aves, encontró la solución. Había observado que cierto pájaro —el martín pescador— se zambullía en el agua silenciosamente, y se le ocurrió rediseñar la forma del tren bala para conseguir ese mismo efecto. Lo consiguió.

Pero hay más. Las patas de los gecos están recubiertas de millones de finísimos pelos, que se ramifican a su vez en pedúnculos adhesivos. El mecanismo físico de esos pedúnculos —las fuerzas de van der Waals— ha permitido desarrollar un potente adhesivo quirúrgico que repara los tejidos humanos, elimina automáticamente la suciedad y termina absorbiéndose sin dejar rastro.

También las ventosas de los pulpos han inspirado a los ingenieros. Concretamente, para facilitar los injertos de piel. Inspirándose en las ventosas del pulpo, un equipo de la Universidad de Illinois ha creado un mecanismo que separa e injerta después, sin dañarlas, finísimas capas de piel humana. No opera igual que una ventosa, pero el mecanismo es el mismo: un hidrogel que se contrae al calentarse y después, cuando se enfría, se expande.

El diseño más sorprendente es, posiblemente, un rascacielos de Londres popularmente conocido como “The Gherkin” (el “Pepino”). Su estructura hexagonal, semejante a la de la esponja de mar Euplectella aspergillum, le confiere una gran resistencia, atenúa las turbulencias del viento y aprovecha al máximo la circulación del aire y la luz del día.

Invención del salero

Los insectos

Y, ya que estamos con la arquitectura, el Eastgate Center de Zimbabwe está inspirado en los montículos que construyen las termitas. Igual que sucede en los termiteros, el aire entra en el edificio a través de conductos subterráneos, se enfría de manera natural y circula después manteniendo una temperatura interna constante. Sólo consume un 10% de la energía que necesitaría un sistema de aire acondicionado.

Los insectos son, quizá, los seres más inventivos de cuantos pueblan nuestro planeta. Gracias a ellos hemos creado jeringuillas indoloras que imitan a ciertas avispas y a las bocas de los mosquitos, robóts andantes basados en la forma de caminar de los insectos, o colores limpios e indelebles que imitan las alas de las mariposas.

Desde tiempo inmemorial, los gusanos de seda nos permiten fabricar vistosos tejidos. Sin embargo, la tela de araña es mucho más interesante para los ingenieros. Sus hebras son ligeras, flexibles y hasta tres veces más resistentes que el acero en proporción a su peso.

Pero producir seda de araña a escala industrial no era fácil. A diferencia de los gusanos de seda, las arañas no enrollan una única hebra alrededor de sí mismas, sino que tejen complejas redes de dos dimensiones, muy difíciles de recolectar y de manipular. La solución, finalmente, vino de la mano de la ingeniería genética.

Inserte usted los genes productores de la seda de araña en el ADN de una cabra. Así, la cabra transgénica segregará en su leche las proteínas de la seda de araña, que usted después extraerá e hilará. La fibra así obtenida será ideal para practicar suturas e injertos en la mesa de operaciones. Y, si usted es ecologista, para fabricar con ella tejidos biodegradables.

La sabia naturaleza nos ha resuelto muchos problemas, y su estudio promete resolvernos muchos más todavía y enriquecer nuestras vidas con nuevas invenciones. Por desgracia, la era digital nos empuja últimamente en sentido contrario. Nos aleja más bien de la realidad, y nos impide descubrir los prodigios que se ocultan tras apariencias a veces intrascendentes. Si no queremos terminar siendo carne de metaverso, haríamos muy bien en dedicar más tiempo a contemplar la naturaleza.

Y en perder menos horas de nuestra vida dejándonos hipnotizar por las imágenes de esas pantallitas adictivas.