¿Que nos enseñan las hojas sobre autolimpieza?

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Las hojas del loto simbolizan la pureza en el budismo. Además y al igual que tantas otras hojas que permanecen secas cuando llueve o son mojadas se han convertido en todo un icono  para los biomimetistas como un claro ejemplo de “forma igual a función”. Esta fascinante estructura del reino vegetal ademas representa como en tantas otras formas, multifuncionalidad. Ese es el modo que la Naturaleza nos enseña pues ademas de la “estanqueidad” son fundamentales para la fotosíntesis, captura de CO2, liberación de O2, etc (varias funciones bajo una misma forma) y además bajo un diseño a menudo simplemente bello. Las hojas en cambio se perciben como aburridas, estériles, inmóviles , pero ya en los año 70 empezó a estudiarse la enorme complejidad de su superficie gracias a los primeros estudios microscópicos de su capa mas externa. Se tardó mas de una década en descubrir su verdadera funcionalidad pues no se había investigado nada al respecto pues se consideraba estéril tal misión. Tal empeño mostró una función relativamente sencilla sin entrar en el campo de la estética. Así, la suavidad, lo liso aparente de la superficie mostró una doble estructura observable solo bajo la microscopía electrónica con células arqueadas de mayor grosor con otra mas fina en la parte superior.

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Si bien las hojas de loto se han convertido en un icono para superficies superhidrofóbicas  y de auto-limpieza dado lugar al concepto de “efecto loto “, muchas otras plantas también las presentan con ángulos de contacto similares aunque parece cierto que el loto muestra una mejor estabilidad y perfección en su repelencia al agua pues la epidermis superior ha desarrollado algunas optimizaciones inigualables. Varios son los motivos: la forma extraordinaria y la densidad de las papilas que son la base para el área de contacto [muy reducido entre la superficie y gotas de agua]; la excepcional densidad de la capa con muy pequeños túbulos de cera epicuticulares [resultado de su composición química única]; la robustez mecánica de las papilas y los túbulos de cera para reducir los posibles daños externos, son la base de esta perfección y durabilidad en la repelencia al agua, entre otros aspectos. Multifuncionalidad a escala nanométrica. En el camino para la optimización, los estomas se encuentran en la epidermis superior. Aquí, el impacto de la lluvia y la contaminación es mayor que en la epidermis inferior . Leer artículo científico.

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estructuras microcópicas de la superficie de varias especies de plantas (hojas)

Lo que sucede a esa escala nanométrica es que el agua o las partículas de suciedad literalmente no toca la superficie de la hoja. Además se ayuda de material ceroso que aisla y que también se repite como mecanismo en muchas otras especies. Si funciona porque no repetirlo?, parece decirnos la Naturaleza…Así podríamos hacer un análogo como el fakir tumbado en su lecho de pinchos con respecto a la suciedad, que es lavada por el agua… El Dr W.Barthlott de la Universidad de Bonn, pionero en la materia, nos muestra un sencillo video de este mágico efecto y una simulación para ver el proceso a una escala mas comprensible.

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En este momento el diseñador puede ya empezar a buscar inspiración con el objeto de encontrar posibles aplicaciones teniendo en cuenta los innumerables retos que nos asolan con la problemática del agua, las pinturas o la suciedad asociada a limpieza empleando químicos nocivos. Así, podría aplicarse en los baños de los aviones con el consiguiente ahorro de agua?; o en los coches de una ciudad contaminada como Madrid en la que la lluvia y la suciedad ni siquiera llegaran a tocar la carrocería, pues el vehículo permanecería seco. La industria inicialmente rechaza no solo a un naturalista adentrándose en el campo de los materiales, sino también al hecho de que una planta encuentre soluciones para un sector industrial, por ejemplo. También la aportación de medidas disruptivas, de ruptura con lo establecido, son realidad actuales… Pero cuando el profesor Barthlott patentó la idea y mostró las innumerables aplicaciones industriales, la situación cambió radicalmente. Se abre el horizonte a la eliminación de tantos detergentes nocivos no solo a escala industrial sino también en la doméstica (mira los iconos de las etiquetas en los limpiadores bajo tu fregadero); capas impermeables en el sector textil sin pvc, nylon u otros textiles sintéticos con base en el petróleo; reducción en la corrosión de numerosos metales,  junto con la reducción de los químicos empleados para ello…; o en la construcción para el mantenimiento de fachadas o tejados, cristales o paneles solares… y en el almacenamiento de agua en hábitas ultrasecos o degradados?; y en el sector sanitario que requiere de muchos productos y agua para alejar a los microorganismos patógenos?…. Todo ello solo observando y estudiando la superficie de las hojas. Te imaginas el futuro ampliando el catálogo de productos y servicios que la biodiversidad nos ofrece?. Biomimesis en estado puro.

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Mira este corto video que no te dejará inmóvil bajo el “paraguas” de TED. Unknown

La Naturaleza funciona bajo una economía de austeridad, económica buscando soluciones sencillas a bajo coste pero sin producir superficialidades. Y en este caso mediante el empleo de la física mas que de la química. Pero como vemos también nos aporta ideas y soluciones técnicas de enorme calado, barato de producir, sin costes añadidos, biodegradable, sin generar basura ni residuos peligrosos químicos y todo ello por no permitirse en el caso de las hojas permanecer sucios o húmedos pues simplemente bajaría su rendimiento fotosintético. Brillante. Ese es el camino del Cambio. Te apuntas?.

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Filed under Design, Eventos bioinspiradores, Exploración personal, Investigación Biologica, Los Genios del lugar, Materiales, Metodologia en biomimesis, Pensamiento sistemico, Plantas, Recursos

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