El Biodiseño Y Su Aplicación Práctica

TEXTO DE CONFERENCIA PARA

LA 17a. SEMANA NAL. DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA

Universidad del ISTMO, Campus Tehuantepec

POR: MIGUEL ALBERTO CANO LUPIÁN (17 de Nov., 2010)

“EL BIODISEÑO Y SU APLICACIÓN PRÁCTICA”

Buenos días, damas y caballeros, es un honor contar con su presencia en esta plática, que he preparado como parte de la Decimoséptima Semana Nacional de Ciencia y Tecnología en la Universidad del Istmo. El tema que voy a tratar es “El Biodiseño y su Aplicación práctica”.

La naturaleza está siempre vinculada a nuestros más delicados sentimientos de alegría, felicidad o libertad, al admirar su belleza en el maravilloso abrir de una flor o en la ternura que nos inspira algún bello animalito. A ella asociamos nuestras mejores sensaciones a través del majestuoso vuelo de las aves, o del hermoso espectáculo de una cascada,

Y también nos puede arrancar los más profundos sentimientos de dolor ante el acontecer de un terremoto o el paso de un huracán. En esos momentos, pensamos que la naturaleza se empeña en causarnos los más terribles daños.

Lo que nos despierta tantas emociones de desesperación y sufrimiento, nosotros mismos lo estamos causando al estar destruyendo nuestro hábitat, es como si el planeta se rebelara y nos reclamara nuestro comportamiento en su contra.

Podemos entender el lenguaje de la naturaleza, descubrir qué nos quiere decir, comprender sus mensajes y aplicar su sabiduría. Su acervo biológico es inmenso, y comprende miles de temas, los profesionistas e investigadores dedicados a la ingeniería y a la resolución de diversas necesidades, podemos revalorarla, estableciendo este diálogo entre naturaleza y hombre.

En muchas investigaciones se ha hablado del biodiseño, presentando únicamente anécdotas sobre el producto final y casi no se menciona cómo se llegó a éste, no obstante, es posible encontrar una metodología clara y práctica para diseñar, extrayendo de la naturaleza la información necesaria.

Gran parte de los objetos que utilizamos en nuestra vida cotidiana, están basados en los principios que la naturaleza ha desarrollado durante muchísimo tiempo.

La utilización de estos principios naturales, se ha dado desde hace miles de años, como en la creación del fuego, donde para encenderlo se usaba, de manera inconsciente, el principio de la generación de calor por medio de la fricción de dos cuerpos.

Muchos siglos después, entre los primeros investigadores que intentaron intuitivamente la aplicación de estos principios, se encuentra Leonardo Da Vinci, quien modeló las estructuras de la naturaleza para crear diversos aparatos, como una de sus máquinas voladoras, en la que Da Vinci transportó los elementos fundamentales de las alas del murciélago a una estructura que él esperaba fuera propulsada por un ser humano, para hacerlo volar.

Este sueño fue hecho realidad, por vez primera, en 1890 por el francés Clément Adler, quien para el diseño de su máquina voladora también se basó en la forma de las alas del murciélago, pero cambió el principio de propulsión por un motor a vapor con hélices, logrando volar una distancia de 50 metros, lo que impresionó al ejército francés, que lo comisionó para perfeccionar su máquina. Con un siguiente prototipo, alcanzó una distancia un poco mayor, pero fue bastante errático su vuelo no pudiendo conservar la estabilidad, por lo que le fue retirado el apoyo, lo que desanimó al inventor, dejando su idea en el olvido.

El problema de Leonardo Da Vinci en su máquina voladora estribó en las escalas, ya que se puede copiar la morfología de un ser vivo que realiza determinado trabajo, pero si se requiere incrementar su tamaño, hay que considerar que sus proporciones se modificarán según el principio natural de escalamiento, el cual indica que, si se duplican las dimensiones de un cuerpo, la longitud de su altura total se multiplicará sólo dos veces, mientras que las áreas de sus superficies o tejidos aumentarán cuatro veces y su volumen se incrementará ocho. Debido a esto, al incrementar el tamaño de un murciélago, su volumen corporal aumenta en proporción mucho mayor a lo que aumenta su masa muscular, y la relación entre la fuerza necesaria para elevar el cuerpo y el área de los músculos también se modifica, haciéndose a estos mucho menos efectivos para cargar el peso del nuevo volumen,

y si ahora comparamos el volumen del cuerpo de un murciélago agrandado con el de un ser humano, nos daremos cuenta que el cuerpo del murciélago tiene una masa y tamaño mucho menores y sus alas son apenas suficientes para cargar con su peso, más ligero que el del ser humano promedio.

Otro ejemplo lo tenemos en el diseño del Palacio de Cristal, ideado por el botánico inglés Joseph Paxton, para la construcción del edificio principal de la Exposición Universal de Londres en 1851.

Paxton pudo inspirarse en la estructura orgánica de la Victoria amazónica, un género de lirios acuáticos gigantes, y principalmente en las nervaduras de la cara inferior de sus hojas, que les permiten soportar el peso de un niño pequeño.

La belleza de las líneas estructurales del Palacio, su simplicidad y gran tamaño, junto a la excelente luminosidad interior, originaron una revolución en el arte de la construcción. Más de ochenta mil metros cuadrados de vidrio se usaron para recubrir el armazón metálico. El resultado fue genial, sencillo y eficaz. Llamó tanto la atención de otros ingenieros y diseñadores que, a partir de entonces, empezaron a plantearse el uso a gran escala de los nuevos materiales que la industria, en aquel entonces, empezaba a poner en sus manos, más allá del tabique. El acero y el vidrio comenzaron en este histórico lugar su reinado que perdura hoy en muchos rascacielos.

El proceso de investigación y diseño que a continuación menciono, es una integración personal de diversas metodologías ancestrales, empleadas desde hace varias décadas en algunas ramas del saber, como la biónica, la biomimética o la robótica y consta de las siguientes seis fases, que paso a paso iré ejemplificando:

Veamos un ejemplo: en las competencias de natación se requieren mejoras muy importantes y, a la vez, sutiles, ya que los resultados entre unos y otros participantes

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