Category Archives: Investigación Biologica

Biomimésis en la Amazonía

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Los sueños a veces se hacen realidad. Es fantástico incluso ya mayores de edad seguir teniendo sueños y contemplar que esa fantasía puede nacer. Durante las 2 pasadas semanas tuve el privilegio de ser invitado a participar activamente en el primer encuentro de la Red de Biomimesis iberoamericana organizada por la U.N.A.D. colombiana, AMASSUNU y la U.P.Vasco y celebrada en la ciudad de Leticia, la capital selvática colombiana y puerta de acceso al Amazonas. Además de la maravillosa hospitalidad local, la luz de sus gentes y lo emocionante del entorno, el simposio nos ha brindado una ingente energía que aún ya de vuelta me despierta por las noches. Lo llaman manigua, la energía de la selva.

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Localización de Leticia en el Trapecio del Amazonas y mapa callejero de la ciudad.

Investigadores, profesores, ingenieros, free-lances, estudiantes y chamanes hemos convivido apasionadamente sobre un mismo sueño, la naturaleza y la necesidad de re-conectar con ella como seres naturales que somos. Siempre desde estas páginas hablo de organismos, plantas, hongos o animales a la hora de buscar bioinspiración. Desde la vieja Europa hemos olvidado que también aún viven entre nosotros personas cuyo intimo vínculo con la naturaleza aún marca sus vidas. Hablo de la comunidad indígena y los sabios chamanes con los que hemos podido conversar, caminar y compartir sus comidas en sus hogares, las malocas, casa comunal ancestral multifuncional (vivienda, educación y ceremonial) aún vigente. Los chamanes establecen la conexión entre los humanos y los dueños de la naturaleza, los animales y poderosos espíritus del bosque con quienes definen las relaciones con el entorno. De esto hablaremos en otro post

Os invito a ver mi ponencia si bien aún tardaremos un poco de tiempo en poder disfrutar de todas las del simposio junto con otros contenidos de interés de los participantes de mas de 15 nacionalidades.

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Algunos de los integrantes de la Red Biomimesis; Hitoma Safiama, sabedor del pueblo Uitoto y lagarto de cabeza roja amazónico (fotos MQ)

Durante las jornadas hemos compartido y aplicado numerosos Principios de Vida (post nov 2013) como la propia colaboración y cooperación; la optimización de recursos como los didácticos y de investigación; la sintonía por lo local, tanto en recursos como energía; lo adaptativo o construir desde la base para crear desarrollo junto con el crecimiento de abajo a arriba.  Fruto de toda esta manigüa energética, además de colaboraciones y futuros proyectos, ya tenemos apalabrado el segundo encuentro que se celebrará en Bolivia apoyado por la Universidad Amazónica de Pando gracias al entusiasmo entre otras personas de Erika Llanos del propio centro. Pero hay mas, la Decana de la UNAD Julialba Ángel anunciaba la cesión de mas de 120 Ha cercana a la ciudad de Leticia para la creación del Centro Internacional de Estudios Biomiméticos Amazónicos permanente donde desarrollar estudio e investigación, educación, relaciones internacionales, cultura amazónica, producción de productos locales con sello de certificación amazónicos, turismo y mucho mas. Los sueños a veces se cumplen. No dejemos de soñar!.

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Sede la la U.N.  en Leticia y alrededores.

Aún quedan muchos retos por resolver y que a través del pensamiento holístico y de re-conexión, la biomimesis puede contribuir. No solo impacta la presencia de plásticos en el propio gran río Amazonas sino la perdida de transmisión de conocimientos de los sabios de lugar, los abuelos chamanes, hacia toda la humanidad. Algo que no podemos permitirnos por nuestra propia supervivencia como cultura. Sigamos soñando por favor para que este símbolo que es la Amazonía permanezca y evolucione para sobrevivirnos.

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Maloca uitoto y nutria gigante salvaje (fotos de MQ y P.Williams)

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Resiliencia bioinspirada

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Crustáceo resiliente (imagen vía reciclart.org)

Resiliencia (del latín resilio, -ire ‘saltar hacia atrás’, ‘volver de un salto’, compuesto a su vez por el prefijo re- y el verbo salire ‘saltar’») tiene varios significados según el contexto sea ingeniería, tecnología o psicología (no dejar de leer a Michael Rutter o a Boris Cyrulnik). El término viene una vez más de la ecología y se entiende como la capacidad de un sistema para absorber perturbaciones y reorganizarse mientras experimenta el cambio, conservando aún esencialmente la misma función, estructura, identidad, relaciones, evaluando las opciones de supervivencia. Algunos expertos ya no hablan de diseño sostenible sino de diseño resiliente o estrategias resilientes ante la evidencia de que la sociedad humana ha de adaptarse a los cambios que vienen fruto del desiquilibrio que causamos y que nos va a obligar a sobre-vivir en ese nuevo escenario. Pura evolución.

La vida media de las empresas en el siglo XXI es de unos 12 años. Si comparamos este dato con las empresas que componen el negocio de la naturaleza con la base operacional (misión-visión) de crear condiciones favorables para la vida datan exactamente unos 3.850 millones de años de antigüedad, con procedimientos estándar bien asentados y resilientes además de otras estrategias de innovación relacionados con el inicio y evolución de las condiciones de vida en el planeta. Si buscamos en Google las empresas más antiguas del mundo nos mostrará que la constructora Kongo Gumi de Japón data del 578 (no falta ningún número, si del 578), o Codorníu en 1550 o los seguros de Lloyd en 1688… Poca experiencia si la comparamos con la Vida en la Tierra. Os invito a leer (en inglés) un interesante artículo de mi amigo Tom Mckeag sobre si tu empresa esta preparada o no para los grandes cambios que vienen. Aspectos como la retroalimentación, reorganización dinámica, desacoplamiento, diversidad, modularidad, simplicidad, enjambres etc…son elementos esenciales para hacer que la empresa camine hacia la resiliencia. Todos ellos procedentes de los sistemas naturales y podéis ampliarlos y entender mejor en este interesante libro.

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John Muir y sus modelos de web ecológicas

El naturalista-activista escocés John Muir nos mostró ya hace mas de 100 años una de las estrategias de los sistemas vivos para tal supervivencia. La colaboración, la variabilidad y la interdependencia. Cada vértice (foto superior) corresponde a un organismo y los enlaces invisibles con otras especies que le permiten sobrevivir, prosperar incluso si alguna de ellas desapareciera. La representación difiere en gran medida con los que aún hoy día vemos en los libros donde la rana se come al pez que es comida por la garza que a su vez es depredada por un carnívoro mayor…. El ya clásico proyecto Mannahatta (nombre indio que dio el nombre a Manhattan) profundiza en estos aspectos…

La naturaleza no pone fábricas en las afueras de las ciudades, las ubica localmente, cerca de donde se requiere ahorrando energía, costes accesorios, tiempo y otras muchas ineficiencias colaterales y siempre muy presentes su misión-visión. La “valoración” de sus servicios fue calculada (varios trillones de dólares/año) por Robert Constanza y publicada en la prestigiosa Nature  con una infinita rentabilidad para los accionistas. Pero por encima de esa astronómica cantidad, ¿tenemos tecnología para eliminar la contaminación de las ciudades? o ¿para crear agua? y ¿oxígeno?. La respuesta es no. No dejéis de ver los fabulosos minivídeos de la Conservation International (post dic 2014) donde la Naturaleza nos habla y nos pone en el sitio donde nos corresponde. Toda una cura de humildad.

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Los sistemas vivos nos enseña algunos ejemplares únicos, excepcionales que llevan viviendo en la Tierra en algunos casos varios miles de años, sobreviviendo a 5 extinciones masivas. Nos gustan los récords a los humanos y hoy vamos a ver algunas de estas fantásticas y en algunos casos extrañas criaturas que guardan el mejor secreto de la evolución: la longevidad y la manera de sobrevivir a los constantes cambios que la Tierra sufre. Esto se ha de aplicar al mundo empresarial, pues con la crisis global que nos asola nos dan claves para evolucionar para sobrevivir, uno de los Principios de Vida (post nov13) que operan la Vida en la Tierra.  Algunos de los lugares donde viven estos ejemplares nos llevarán a una época más inocente del planeta; algunas crecen apenas unos pocos centímetros cada 100 años y esto pone a la duración de la vida humana en una perspectiva diferente; otros no debemos saber su ubicación para asegurarles su existencia futura. Veamos algunos…

La yareta Azorella yareta parece un musgo tapizante, pero en realidad es un arbusto compuesto por miles de ramas, y cada una contiene racimos de hojitas verdes en las puntas tan densamente empaquetadas que puede soportar nuestro peso. Viven en los Altos Andes o en el desierto de Atacama en Chile, y tiene 3.000 años. La Armillaria es otra singularidad excepcional; es un hongo depredador que crece en círculos o anillos que puede llegar a eliminar determinadas especies de árboles en el bosque, es también conocido como “seta de miel” u “hongo gigantesco” porque resulta ser también uno de los organismos más grandes del mundo. En Oregón, USA un solo organismo ocupa una extensión cercana a 9 Ha!. Los anillos de la muerte, patrones circulares de crecimiento, estrangula lentamente al árbol impidiendo el paso de agua y nutrientes. Esta estrategia le ha funcionado desde hace mas de 2.400 años. ¿Control, equilibrio? hoy no sabemos su función exacta dentro de los ecosistemas pero sin duda su longevidad encierra eficacia y necesidad.

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Yareta -imagen walter-rust.com- y Armillaria -imagen taringa.net-

La colonia clonal de los álamos temblones o pandos Populus tremuloides, viven en Utah, literalmente desde hace 80.000 años. Lo que parece un bosque en realidad es un sólo árbol. Se trata de un sistema de raíces gigantes y cada árbol es un tallo que surge de él. Lo que tenemos es un individuo gigante, interconectado, genéticamente idéntico, de sexo masculino y, en teoría, inmortal. Otro árbol clonal es el abeto gran picea, que a los 9.550 años, no es más que un bebé en el bosque de Dalarma, Suecia. Conocido como Old Tjikko, su ubicación se mantiene en secreto para su propia protección. Actualmente el clima se ha vuelto más cálido en la cima de la montaña y la vegetación está cambiando. Así que ni siquiera tenemos que tener contacto directo con estos organismos para provocar un impacto directo y real sobre ellos. Dentro de esta estrategia, existen otros muchos mas como el jomon sugi de la isla de Yakushima (2.180 años), o el liquen geográfico Rhizocarpon geographicum, (3.000 años) en Groenlandia o el Sagole baobab de Limpopo en Sudáfrica con cerca de 2 milenios de vida. Todos ellos llevan el registro de la historia de acontecimientos y fenómenos naturales en sus ramas, y la excepcionalidad de haber sido coetáneos a ellos.TomBean-Pix-1932

colonia clonal de álamos temblones y el Old Tjikko sueco

La siguiente imágen muestra lo que muy bien podría ser el organismo vivo más antiguo del planeta. La actinobacteria siberiana tiene entre 400.000 y 600.000 años. Esta bacteria fue descubierta hace varios años por un equipo de biólogos que esperaban encontrar rastros de vida en otros planetas investigando en una de las zonas más severas del nuestro. Y lo que encontraron, estudiando el permafrost, fue esta bacteria capaz de sintetizar y reparar ADN muy por debajo de cero ºC. Ha estado viviendo y creciendo durante mas de medio millón de años!!. Es también, probablemente, uno de los seres vivientes ancestrales más vulnerables en la actualidad porque, si se derrite el permafrost, no va a sobrevivir. Imaginar que la escritura cuneiforme o la rueda, las invenciones que marcan el nacimiento de la civilización humana, aparecieron apenas hace 5.500 años.

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Muestra de suelo del permafrost con la cianobacteria siberinana datada entre 400-600.000 años en Kolyma Lowlands, Siberia

En este video (13 min. inglés) con Raquel Sussman, inspiradora de este post, podréis ampliar con mas ejemplos otras extraordinarias criaturas y también acceder al fabuloso libro Los organismos vivos mas viejos del planeta una buena opción para regalar estas Navidades.

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portada del libro

Feliz Navidad y lo mejor para el 2016!.

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Nepentes y el superdeslizamiento

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La estrategia de las plantas carnívoras a la hora de obtener nutrientes ausentes en sus ecosistemas marginales mediante la caza de insectos, aves o incluso micromamíferos era negada y considerada anti-natura por el mismísimo Linneo, gran naturalista del XVIII, por considerar a las plantas seres inferiores, proponiendo tales cualidades a poderes divinos casuales.  En cambio Darwin fascinado por ellas, sabia que eran adaptaciones propias de la evolución. En los ecosistemas donde habitan, zonas pantanosas, ciénagas…, al no existir oxígeno, la materia orgánica no se descompone haciendo imposible la obtención de ciertos nutrientes como las proteínas, base para producción del ADN. Del cuarto de millón de plantas conocidas, tan solo unas 630 especies son carnívoras siendo las mas conocidas las plantas jarro, las dróseras, las utricularias o las atrapamoscas solo por citar algunas. Todas han desarrollado fascinantes mecanismos para atraer a “seres superiores” y así poder sobrevivir. Mediante el color rojo (pigmento antocianina) que simula la carne, o el dulce néctar, irresistible para los animales, estos son atraídos. En el caso de Nepentes, la planta ha modificado alguna de sus hojas (video 4 min) hasta convertirla en un jarro cuyo borde o peristoma posee una estructura capaz de deslizar a cualquier ser por pequeño que sea y posea estructura anti-deslizante alguna, para hacerlo caer al interior donde se añadirán otros mecanismos como las paredes y pelos cerosos que imposibilitan la escapatoria o un líquido enzimatico que digiere poco a poco el cuerpo del animal. Estas sustancias internas son capaces de atravesar los duros exoesqueletos de los insectos o el pelaje y plumaje de mamíferos y aves respectivamente.  Resultan espectaculares la combinación de estrategias para un “ser inferior” de modificación de la forma y función (la hoja realiza mal la función fotosintética),  la propia atracción, la captura, la no escapatoria y finalmente la muerte y metabolismo de la presa.

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Características básicas de algunas plantas carnívoras |varias fuentes de la RED modificado y traducido por el autor|

Hoy solo veremos una de las partes de tan sofisticado mecanismo que ha inspirado a un equipo de investigación de Harvard a la creación de un nuevo material. El borde o peristomo (peri alrededor; stomo boca) posee células anisótropas en las que la solución acuosa se mantiene por tensión superficial como una fina película que hacer resbalar cualquier material que se pose incluyendo a las hormigas que incluso con sus almohadillas ventosas pierden el control a su paso sobre la superficie…Este mini video (1:30 min) lo deja claro!.

Los científicos del Laboratorio de Aizenberg del Instituto Wyss de Ingeniería Inspirada Biológicamente de la universidad de Harvard buscaban materiales naturales omnifóbicos, repelentes de todo. El equipo de Harvard diseñó un material capaz de no mezclar cualquier líquido vertido sobre él, una matriz aleatoria de nanofibras. Han llamado a su producto SLIPS (superficie porosa infusionada con liquido resbaloso), y parece repeler todo: sangre, aceite, incluso el hielo que no puede formarse en su superficie. Con apenas un ángulo de inclinación de 2 grados el nuevo material funciona no sólo como auto-limpiable, sino también como auto-reparable con organización propia. Cuando se hacen cortes en la matriz estructural, el líquido llena rápidamente las secciones y el rendimiento de la superficie resbaladiza continúa sin cesar. Por fín parece haber sustituto al dañino teflón, y promete ser útil para una amplia gama de productos biomédicos, industriales como revestimientos de tuberías, superficies públicas de auto-limpieza y aplicaciones para deshielo. Ya se estudian en otros campos como la óptica, sensores y células solares.

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representación de SLIPS (premio R+D 100 Magazine 2012)/abajo: izda fotografía bajo microscopio electrónico de barrido (SEM) con glóbulos rojos coagulados, riesgo común y potencialmente mortal asociado con el uso de dispositivos médicos implantados; dcha: portaobjetos de vidrio sumergidos en sangre demostrando la eficacia del recubrimiento TLP-tratada a la derecha.

Este nuevo material supera a lo existente y mejora el conocido el efecto Loto (post 31 oct 2013 y mini-video explicativo) que no funciona bien para líquidos orgánicos o complejos, ni tampoco si la superficie está dañada (por ejemplo, rayada) o sujeto a condiciones extremas, pues las gotas tienden a pegarse o hundirse en las texturas en vez de rodar lejos. El material inspirado en la planta de jarra tiene un enfoque fundamentalmente diferente. En lugar de utilizar, nanoestructuras llenas de aire sin rebabas para repeler el agua, como hemos visto, el borde de la jarra crea una capa resbaladiza y el propio fluido se convierte en la superficie repelente. El propio material hace las funciones!. El efecto es similar a cuando un hidroavión se desliza sobre el agua.

Veamos algunos videos interesantes sobre el asunto:  5min de los propios investigadores; TED (17 min) sobre biomimésis extrema, mas aplicaciones desde Harvard y el enlace a la empresa que ya comercializa el material.

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nombre de la empresa que comercializa las propiedades bioinspiradas en Nepentes

De nuevo la naturaleza nos muestra una super-tecnología que hasta ahora era desconocida, con enormes posibilidades de mejorar la vida y creando valor. El propio Linneo, escéptico entonces, ahora se vería igual de maravillado que nosotros. Pero estas plantas que evolucionaron hace 60-125 millones de años (no hay fósiles claros), son muy sensibles a los cambios ambientales. En concreto los desechos agropecuarios y la propia contaminación de las centrales eléctricas convencionales añaden un exceso importante de compuestos nitrogenados que van a parar a las turberas y otras zonas pantanosas causando un exceso de fertilizantes que acaban “quemando” a la planta. Ojalá estos delicados y fabulosos organismos que llevan millones de años diseñando estrategias de supervivencia, continúen haciéndolo para nuestro propio bien común.

Os dejo un interesante artículo sobre el tema, publicado en el número 3 (español) de la prestigiosa Zygote Quarterly Journal donde colaboro.

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Vivir sobre el agua

animals-walking-water-01La capacidad de caminar sobre la superficie del agua no es exclusiva de un único organismo, hay numerosos insectos y algunas aves que pueden hacerlo, incluso la Biblia otorga este poder a Jesús de Nazaret, aunque esto es otra historia. Existe en cambio un organismo que ha dominado la superficie del agua como ningún otro y la emplea para cazar, comunicarse, reproducirse e incluso defenderse. Otros insectos pueden flotar pero no patinar. Esta capacidad de no hundirse se debe a varios aspectos unidos: la cohesión de las moléculas de agua, el poco peso del animal y la capacidad hidrofóbica de las patas cuyo diámetro es de apenas 150 μm. La adaptación a estos ecosistemas tan adversos y estresantes representan un verdadero reto. Hablo hoy de los comunmente conocidos como insectos zapateros, el mas acuático de los insectos, hemípteros heterópteros de la familia Gerridae (+1.700 especies, 10% marinas) que poseen miles de pequeños pelos cónicos colocados a 27º de inclinación en sus patas recubiertas de una sustancia cerosa, solo visible ante potentes microscopios. La superhidrofobicidad de las patas permitiría superponer uno encima de otro a 15 zapateros sin que la superficie del agua se viera alterada. Además utilizan la comunicación (ripple communication) a través de las ondas superficial solo posible en el 0,3% de los insectos. El diseño es perfecto y los científicos ya buscan posibles aplicaciones a retos que nuestra especie aún no ha resuelto. Una simple búsqueda en la Red revela casi 20.000 referencias con “water strider” y otras 51.000 si tecleo “insecto zapatero”. Mas popular que muchos twiteros. Como es posible este majestuoso diseño?. Antes de Darwin se pensaba que tales características procedían de la divinidad de un ser superior. La evolución, por el contrario, es un proceso al azar, en el que este extenso nicho que representa la superficie del agua, no colonizado por ningún otro organismo, requería de ciertas habilidades o superpoderes (me gusta esta expresión infantil) y las oportunidades no siempre aparecen dos veces.

water-stridersInsectos zapateros en cópula (foto: Rubén D.Caviedes Flickr) y detalles de las patas al microscópio electrónico

Este mini-video muestra como las gotas de agua se van condensando en las patas del insecto ayudándole a mantener la tensión superficial de la lámina del agua. Investigadores de Harvard y Cambridge os revelan en este artículo científico la totalidad del proceso.

 

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la selección natural ha logrado que las patas del insecto zapatero funcionaran como oídos diferenciando las diferentes presiones de la superficie del agua.

Aún estamos lejos de las capacidades del insecto zapatero, pero de nuestros estudios muchas aplicaciones se pueden derivar de estas genialidades adaptaciones en una superficie que no sabemos emplear. Algunas han visto la luz en revistas tan importantes como Nature pero también empiezan a aparecer sencillos robots que imitan al insecto y otros que saltan e incluso ejercicios de ciencias para ir maravillando a los mas pequeños… Una vez mas la función concreta de una determinada y única especie viva puede abrir la imaginación para mejorar los diseños y avanzar hacia nuevas oportunidades. De eso trata la biomimésis. Sensores de vibración para la comunicación, nuevas maneras de transporte, nuevos materiales, mecánica de fluídos, robótica, nuevos modos de carga, etc son solo algunas aplicaciones potenciales.

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Maravillosos vórtices bipolares producidos por la propulsión del hemíptero a una V=4cm/sg (foto:D.L.Hu, B.Chang y JMW Bush del MIT)

Los hemípteros representan una joya para los ecosistemas. Por un lado son una importante fuente de alimentación para una enorme variedad de organismos (aves, peces, anfibios, insectos…) aportando por tanto un vital flujo de nutrientes y energía. Pero por otro lado son ávidos cazadores de mosquitos y su control, mas importantes en este sentido que los peces pues a diferencia de estos, se pueden trasladar de una zona a otra. Incluso algunas especies son fuente de proteínas en poblaciones humanas como en Tailandia. Pero sobre todo son bioindicadores que nos informan de la salud de las masas de agua. No están aún amenazados pero los vertidos que generamos sobre los sistemas fluviales no tardarán en indicar cambios en sus poblaciones si no cambia nuestra sensibilidad y educación pro vida-natural. No podemos permitir que esta fuente de bioinspiración desaparezca.

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Eventos biomiméticos

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Tras una hibernación estival en las actividades del blog, no he dejado de trabajar y pensar en nuevos proyectos biomiméticos. Todos ellos me ilusionan y todos ellos quiero compartirlos. En el post de hoy concentro mis recientes esfuerzos en 4 eventos en los que he participado o voy a hacerlo en breve.

El primero ya ha pasado (18-21 junio 2015) y fue en La Casa Encendida de Madrid en torno al empoderamiento ciudadano tan necesario en los tiempos que corren. Una vez mas la Asociación Despierta organizó con el nombre de Buscamos Héroes una serie de interesantes documentales y debates. Tuve el honor de ser invitado a participar en la primera jornada relativa a la Economía Circular, tema que ya hemos comentado en alguna ocasión (post nov 2013; post nov 2014) desde este blog. Nunca está de mas volver a recordar temas que tratan de mostrar el camino de que una nueva economía es posible. Muy interesante sin duda pero hubo fallos: la audiencia fue escasa y eso tenemos que mejorarlo. Los jóvenes diseñadores, los nuevos emprendedores sea cual sea su orientación tienen la obligación de escuchar cosas nuevas, nuevos enfoques a lo que no funciona. La sala debería estar llena de jóvenes ávidos de aprender. El mes (época de exámenes), la hora y el calor (las terrazas) y quizá no la difusión idónea pudieron ser los motivos…

Os dejo las diapositivas para que podáis compartirlas y espero os ayuden a comprender que detrás de todo lo nuevo que viene está la Naturaleza que ya sabe como hacerlo, ya sabe como resolver nuestros problemas. La Economía circular o la colaborativa se fundamenta en el sabio saber de la Vida en la Tierra. Solo hay que acercarse a aprender. Como ya he dicho en otras ocasiones”la biología al rescate del diseño”. En esta ocasión el título de mi conferencia fue La Biomimesis o innovación sostenible bioinspirada.

 

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El segundo evento fue fabuloso. Un taller de 2 días con alumnos de la cooperativa escolar Grupo San Diego con mas de 80 escolares!. Cerca del entorno del mágico Sabinar de Hornuéz, en Valdevacas de Montejo (Segovia) en el Parque Natural de las Hoces del río Riaza, una de las mayores concentraciones de buitre leonado de Europa!.  Es realmente motivante estar con chavales entre los 9 y los 14 años y recibir de primera mano el entuasismo, la energía positiva, la colaboración, las ganas de trabajar, el conocimiento! y su creatividad. Agotadora su energía pero ilusionante!. El taller se centró en descubrir patrones de formas recurrentes en su maravilloso entorno natural e identificar sus posibles funciones y como la especie humana también las usa. Somos Naturaleza!. El segundo taller fue algo mas complejo pero lo resolvieron con creces: identificando funciones en la naturaleza que también emplea la sociedad humana y proponer mejoras innovadoras. Todo un ejercicio de creatividad, donde la imaginación es la chispa, trabajando en equipo y resolviendo retos. Es fantástico como reaccionan los niños asimilando complejos términos como sistemas, cooperación, distribución, adherencia…trasladando de la biología al diseño.

 

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Comparto la presentación que diseñé y emplee durante el Taller de Biomimesis Escolar. En breve subiré los trabajos presentados…

 

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El tercer evento es una oportunidad de participar en España, Barcelona del Living Machines 2015 cuyo programa (27 al 31 julio 2015), se celebrará parte en La Pedrera, con conferencias plenarias de importantes investigadores internacionales en biomimética y biohíbridos junto con demostraciones de novedosas tecnologías robóticas. Paralelamente, la otra parte en el campus de la Universitat Pompeu Fabra. El Taller de Metodología y Practica en Biomimesis liderado por Yeannette Yen, oceanógrafa y directora de Georgia Tech´s Center para el Diseño Bioinspirado promete ser genial. Allí estaré y os lo contaré a mi vuelta. Jeannete es coautora entre otras cosas del libro Bulletproof Feathers del que desde aquí os hemos informado (sección To_read). Importante que la biomimesis profesional se acerque a nuestro país y vaya polinizando a diferentes sectores.

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Finalmente el cuarto evento es un regalo, el nuevo número de la revista ZQJ, el 13 que una vez mas nos brinda interesantes investigaciones, análisis, casos, entrevistas bajo un diseño espectacular. Gratificante lectura para el verano y gratis!. No me canso de recordar lo afortunado que me siento de colaborar en ella. No os lo perdáis y enseñárselo a quienes consideréis le puede interesar, os lo agradecerá.
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Nuevas sorpresas vienen para este otoño. Pero eso tendrá que esperar!. Buen verano!! y no olvideis Re-conectar con la Naturaleza….

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El Maestro de las formas

 littleoctolarva de octópodo de David Liittschwager

La sepia, el pulpo y el calamar son los indiscutibles campeones del camuflaje y han ejercido exitosamente su oficio durante los últimos 500 millones de años. Mientras que sus parientes las almejas se quedaron descerebradas, seguras y casi inmóviles, los nautiloides y amonites acorazados comenzaron una osada aventura evolutiva, debido a la presión de los peces, hacia el peligroso mundo de la caza en movimiento, culminando en los vulnerables pero astutos cazadores de cuerpo suave que hoy conocemos. Los cefalópodos (que significa cabeza con patas) son los moluscos más inteligentes, grandes y móviles que presentan unas poderosas y singulares adaptaciones, como sus tentáculos con ventosas que les sirven para explorar, ojos que funcionan como una cámara fotográfica, piel que cambia de forma, color y textura, capacidad de formar nubes de tinta negra para escapar, feroces y picudas mandíbulas, un complejo comportamiento aprendido, y hasta relaciones simbióticas con bacterias bioluminicentes y neurotóxicas. Hay aproximadamente unas 700 especies de cefalópodos  incluyendo las sepias, calamares, pulpos, y el nautilo que viven a lo largo de los mares del mundo. Son considerados como los invertebrados marinos más altamente evolucionados que poseen órganos sensoriales elaborados, grandes cerebros y comportamientos complejos y a menudo son descritos como impresionantes criaturas inteligentes probablemente porque son los primeros invertebrados considerados como «sensibles» y, por lo tanto, el uso de ellos está incluso regulado por una directiva europea. En España nos limitamos a comerlos y sin duda nuestra relación hacia ellos debe cambiar.

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 evolución de los moluscos de un ancestro común y su filogenia en los cefalópodos (en azul) | anatomía parcial del cerebro de un pulpo

Los pulpos resuelven problemas, aprenden técnicas, curiosean avidamente todo lo que les circunda y llegan a sintetizar un nuevo brazo cuando es cortado. Incluso existe una metodología de enriquecimiento en acuarios para la especie. Nadie sabe con exactitud el número de especies, pero actualmente se conocen mas de 100 pulpos diferentes y mas de 300 del género Octopoda (8 patas). Son animales asombrosos con un cerebro descentralizado! y este punto aislado nos podría conducir a todo un aluvión de ideas para numerosas aplicaciones actuales. En estos invertebrados, el cerebro de halla por todo el cuerpo, desde la cabeza, 3/5 en sus brazos, e incluso la piel con numerosos organos sensoriales incorporados y sensores de luz a modo de millones de cámaras en funcionamiento a tiempo real y en contacto con el entorno que le rodea. El tamaño del cerebro es menor que el de una lagartija pero por el número de neuronas se asemeja mas al de un gato doméstico, hecho sorprendente para un invertebrado emparentado con las almejas o los caracoles. A pesar de su condición de daltónico de modo impecable imitan formas, colores y texturas para pasar inadvertidos y que su supervivencia y comunicación resulten exitosas. Este minivideo os lo muestra así como el que en su momento os mostré desde la sección de videos (nº7) de este mismo blog.

Roger Hanlon, gran experto, nos habla de lo que no sabemos de algunos de los mecanismos de los pulpos (4min.)

Desde siempre no solamente la especie humana, pero muchos otros organismos han necesitado del camuflaje para numerosos propósitos. El mimetismo y la cripsis en nuestra especie ha evolucionado desde algo básico empleando ramas y otros elementos naturales (recordar el vestuario militar) hasta lo que hoy intentamos alcanzar mirando y estudiando algunas especies animales que nos rodean. Tan solo la piel (un solo órgano) de los pulpos (una sola especie) resulta una poderosa herramienta de comunicación, camuflaje… que aún soñamos emular. Hoy nos resulta imposible conocer su funcionamiento completo de lo descrito y por tanto poder imitarla. Las actuales aproximaciones son aún garabatos aunque el camuflaje al que hoy hago mención, denominado activo o adaptativo entendido como el que se adapta, evoluciona rápidamente al entorno que le rodea proporcionando ocultamiento a quien lo ejerce, parece cambiar la percepción. Aún estamos lejos de acércanos a las habilidades del pulpo, pero esto puede cambiar según vemos en un reciente trabajo de las universidades de Houston e Illinois que acaban de desarrollar una hoja flexible y píxelada que detecta luz cambiando incluso los patrones del aspecto externo del blanco al negro y viceversa. Ciertamente lejos aun del pulpo pero sin duda un comienzo…(0:37 sg video) .

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algunas características de los cefalópodos con énfasis en la piel

La piel del pulpo como se ilustra en la imagen, resulta ser una malla compleja formada por tres capas de células neurosensitivas pigmentadas que en contracción emiten color mientras que relajadas no lo hacen. Los cromatóforos serían algo así como los pixeles de un Kindle a modo de una tinta de cristal fotónica. El resto de capas pueden reflejar pasivamente la luz ambiental para llegar a igualar el color del entorno. Las posibilidades de innovación que se brindan tras el estudio (no culinario) de los mecanismos y los procesos de una determinada especie animal, como en este caso, son ilimitadas. Es cierto que con el pulpo se requiere de cierta nivel de financiación debido a su sofisticados mecanismos, aunque otras opciones son también posibles.

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algunos diseños bioinspirados en la piel del pulpo

En el ZQJ nº4 recientemente traducido al castellano, la Dra. Tamsin Woolley-Barker nos escribe extensamente de este maestro de las formas con unas fantásticas fotografías. No te lo pierdas.

 octoformasvariedad de formas, colores y tamaños de algunas especies de octopodos (del libro japonés “Cephalopods amazing and beautiful creatures”)

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Internet de las cosas

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Cubierta del Newsletter of the Center for the Build Environment UC Berkelely ·CBE·

El como la Naturaleza inspira a la actual tecnología ha sido uno de los aspectos cubiertos desde este blog desde sus orígenes. La hiperconectividad hoy día esta siendo clave para numerosísimos aspectos de la vida. No solo están conectados nuestros móviles y ordenadores o tabletas, también los semáforos, los coches, los sistemas de transporte público, el alumbrado, la gestión de la basura urbana, el tráfico aéreo, edificios, lavadoras … Miles de millones de maquinas trabajaban independientemente hasta hace bien poco, pero ahora con los nuevos procesos integrados, las maquinas hablan entre si alcanzando un elevado grado de eficiencia.  Esto no es nuevo pero si en cambio el acceso a sensores baratos que junto con la tecnología de red inalámbrica y la aparición de potentes plataformas de la computación en nuble “cloud computing”, han abierto una serie de nuevas aplicaciones para los objetos inteligentes conectados. Hablamos del fenómeno conocido como el internet de las cosas término empleado para explicar la creciente red digital de las maquinas, ya no solo de ser mas eficaces sino de algo mayor. Las respuestas además de ser inmediatas son las mas apropiadas siendo el problema abordado desde una perspectiva sistémica. No es acaso así como funcionan los seres vivos?: manejando mucha información de modo constante a tiempo real y teniendo en cuenta a un entorno mayor?. La biosfera entendida como el conjunto de los ecosistemas, resulta ser una gigante red de redes que confían información y materiales entre cada uno de los organismos que los conforman. Todo se conecta a todo, dentro de un sistema de respuestas. Cuando algo ocurre en un determinado ecosistema, alguno de sus componentes repara tal alteración o proceso, recuperándose de nuevo el equilibrio de la totalidad. La biomimesis en su mas alta consideración es un intento de conectar todos los componentes de la tecnosfera dentro de la analogía de la biosfera.

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imagen de los servicios de la hiperconectividad de la empresa libelium

 Las ciudades por tanto están evolucionando hacia organismos. Mediante la recopilación de más datos sobre sus operaciones, las ciudades y las empresas tienen la posibilidad de utilizar los recursos de manera más eficiente. Un ejemplo muy claro es la construcción en el uso de energía. Microsoft ha instalado una red de sensores en su Redmond, Wash, Campus como parte de una iniciativa de eficiencia y ahora tiene 500 millones de transacciones de datos diarias para localizar problemas en los equipos y optimizar el uso de energía. A medida que más dispositivos se conectan – pensar en la iluminación, la seguridad del edificio, termostatos, sensores de luz natural, medidores, monitores de calidad de aire, etc – los administradores de instalaciones ahora tienen acceso a grandes cantidades de datos y un nuevo nivel de control. Se estima que para el 2020 el impacto económico de la hiperconectividad entre maquinas (M2M) será fabuloso. Con este nuevo modelo de ciudad todo cambia y evoluciona y sino mirar este divertido video (12 minutos) sobre como Ámsterdam en Holanda la movilidad sostenible se está implementando. España tiene que aprender y el resto del mundo también, pues hoy ya es posible y necesario. La calidad del aire de nuestros pulmones lo necesita. Siemens avanza sobre el Green City Índex.

Pero en el control ambiental monitorizado los sensores conectados también van a ayudar a medir las emisiones de las fábricas, detección de incendios forestales y en la agricultura. En Irlanda, IBM está diseñando un sistema para reducir la cantidad de agua perdida por fugas.  Actualmente, una tercera parte del agua potable se pierde durante el reparto en Dublín. Mediante el análisis de los datos del sensor de presión, IBM espera llegar a recomendaciones sobre dónde instalar válvulas para reducir las fugas y el horario de bombeo para ahorrar dinero en energía. En España donde la agricultura consume el 70% del agua, estas herramientas tienen que ser de uso obligado. Debido a que el fundamento básico del internet de las cosas – sensores, redes, equipos, análisis de datos – es tan amplia, la búsqueda de los mejores usos es todavía un trabajo en progreso y mucho depende de la industria. Pero al igual que la primera vez que surgió Internet, se espera que el comercio se sitúe entre las primeras aplicaciones. Se prevé que el monitoreo remoto en la salud crecerá un 10% anual hacia 12 mil millones de dólares en 2018 y en el comercio minorista un crecimiento del 7% anual hasta los 223 mil millones dólares en 2018. Simplemente colosal. Esta charla (25 min) de Conservation International explica los increíbles avances en este sentido.

m2m

hiperconexión fúngica en un bosque y su análogo en la hiperconectividad en la ciudad

Esto que nos fascina hoy con expectativas gigantes, la Naturaleza lo lleva haciendo y mejorando desde hace millones de años. Un ejemplo claro y fascinante, muy comentado desde aquí, es el funcionamiento de los micelios fúngicos que todo lo conectan en la red de redes mayor del planeta convirtiéndolo en el organismo mas grande que conocemos. Estos  tres minivideos os ayudarán a entenderlo un poco mas.

 

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