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Protección solar y biomimesis

Acaba el verano en el hemisferio norte al menos y de nuevo tórridos meses de calor en España con necesidad de sombra, hidratación y protección. Una vez mas cifras de record a lo largo del planeta con temperaturas extremas en Glasgow, Montreal o el sur de California y con un dato histórico en la costa de Omán donde los 43 ºC permanecieron mas de 24 horas continuadas. Nunca visto. La NASA nos informa que el 2018 (a 3 meses para el 2019) será el 4º mas alto en temperaturas desde la década de 1880. Los 3 años precedentes a este lideran este nefasto hito donde las consecuencias ya bien conocidas (o no?) de esta anomalía climática tiene implicaciones directas en nuestra salud debido al aumento de las radiaciones solares.

Es bien sabido (o no?) que la radiación ultravioleta (UV) presenta 3 rangos o longitudes de onda A, B y C que oscilan entre los 400 y los 100 nanometros (nm). Nuestra dañada atmósfera continua bloqueando por fortuna toda la UV-C, la mas corta y gran parte de la UV-B. La mas dañina es la UV-A y parte de la UV-B (280-400nm), que penetran en nuestra células epiteliales mientras nos “torramos” tumbados en la playas o piscinas. Ya sabemos que cada año se registran mas de 132.000 casos de melanoma y entre 2-3 millones de otros tipos de cáncer según la OMS.

un día soleado cualquiera y como los rayou UV actúan en los organismos.

El cáncer de piel es la forma mas común de cáncer en países como EEUU siendo el melanoma su forma mas peligrosa con mas de 10.000 muertes anuales. El melanoma daña el ADN de las células epiteliales provocando mutaciones que se proliferan en la formación de tumores malignos. Para evitar estos problemas empleamos desde hace décadas protectores solares de 3 tipos: filtros químicos, filtros físicos o una mezcla de ambas. Los protectores químicos emplean moléculas orgánicas que absorben los UV dañinos disipándolos en forma de calor. El protector físico, dispersa la luz mediante minerales inorgánicos como el dióxido de titanio. Esos productos mantienen un sector que mueve solo en los EEUU cerca de 2.000 millones de dólares. Pero las cremas solares tiene sustancias no deseables que sabemos (o no?) desde hace años pero que recientemente hemos constatado de un modo holístico. Sustancias como la oxibenzona o benzofenona y parece encontrarse en la practica totalidad de estas cremas. Estas sustancias son también dañinas para los organismos marinos pues no son biodegradables y permanecen de un modo persistente en los ecosistemas. Además son lipofílicas (que se combinan con la grasa de los tejodos) y por tanto se acumulan en peces, mamíferos como los delfines y en aves. Ahora además sabemos que interrumpen la simbiosis en los arrecifes de coral afectando a las algas y a la propia estructura calcárea. Esto puede resultar crítico debido a los colosales servicios ecosistemicos proporcionados por los arrecifes, entre los que se encuentran, por ejemplo dar refugio a 1/4 de las pesquerías y otra fauna marina. Nada vaya…

primeros diseños publicitarios de protección solar en los años 50

Los corales son organismos especiales. Son un ejemplo simbiótico mágico entre un alga y un antozoo, un invertebrado del filum Cnidario al que pertenecen las medusas, anémonas y otros hidroideos. Este proporciona sustrato mediante carbonato calcico, limo que actúa como cemento para el alga y esta mediante la fotosíntesis la energía que necesitan.  Las algas conocidas como zooxantelas otorgan los azúcares necesarios para el combustible del coral (hasta un 90%!). Los nitratos y fosfatos de los residuos del coral completan el ecosistema de esta relación que mediante la transformación de la energía solar se transforma en una genial construcción masiva bajo el agua. Esta estrategia funciona desde hace millones de años como lo demuestra la Gran Barrera de Coral Australiana visible desde el espacio.

Exoesqueletos de dinoflagelados 

Pero los corales son muy sensibles a los cambios ambientales. Apenas variaciones en las temperaturas, la salinidad, la luz o el nitrógeno pueden ocasionar daños irreversibles. Se estima que para las próximas 2 décadas el 90% de estos ecosistemas, verdaderos bosques marinos, estarán en riesgo. El imperativo cambio hacia un modelo de energía renovables reducirá este alarmante riesgo. El blnqueamiento o la acidificación coralina no parecen ser ya sus únicos problemas…

Pero el asunto va mas allá. Recientemente el estado de Hawaii va a prohibir el empleo de las cremas solares que contengan oxibenzona y octixonatos pues tienen evidencias del daño causado a estos y otros organismos marinos. Ironicamente estos amenazados seres parecen tener la llave para paliar los efectos de las sustancias nocivas de las cremas. Los dinoflagelados y otros habitantes marinos producen micosporinas, una especie de aminoacidos en sus exoesqueletos que neutralizan los rayos solares a modo de fotoprotectores. Se conocen una treintena de estos compuestos y prometen ser comercialmente aplicables como alternativas a los peligrosos residuos de las cremas. Son eficaces a espectros entre 310-362 nm de UVA-A y UVA-B, tienen un bajo peso molecular, son hidrosolubles y no se descomponen bajo la luz o el calor y además son antioxidantes.

Hawaii pionera en legislar, comunicar y denunciar la problematica de las cremas solares. 

Se continúan las investigaciones pero todo parece indicar que o se recolecta el material desde el océano (bioutilización), o se cultivan en laboratorio (bioasistencia) o se desarrolla una síntesis completa de los compuestos (biomimesis). La compañia francesa Gelyma comercializa ya Helionori® con contenido en micosporinas procedentes del alga roja Porpyra umbilicalis. La Naturaleza no para de sorprendernos y mientras evoluciona antes los cambios, siempre lo han hecho, y quien sabe si además nos podrán ayudar a ayudarles en el frágil y vasto océano. Ojalá que así sea.

 

Porpyra umbilicalis y la empresa Gelyma que comienza a inspirarse en la fotocaptura biomimética

Amplía este artículo en la maravillosa publicación donde colaboro el Zygote Quarterly Journal 

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Empresas como bosques

Este es el titulo del curso formativo introductorio a la Biomimesis que recientemente he impartido al gigante líder global del acero, ArcelorMittal en su sede de I+D de Avilés en el norte de España. Todo un reto. Con un alumnado formado por ingenieros especializados en algoritmos, materiales, procesos… que asistieron a sesiones de design thinking, system thinking, innovación bioinspirada e ingeniería de nuevos materiales en la que también participó Carlos Saez Comett (salu2 !) como experto en esta ultima materia.

Uno de los objetivos fue por supuesto analizar y valorar el cambio de época en el que sumergimos y valorar estrategias para afrontar soluciones en escenarios de futuro en el que sabemos que la incertidumbre vamos a tener que manejarla, los costes asociados al caos climático entran en los balances económicos y que la naturaleza va a ser un aliado fiable, entre otros muchos aspectos. Ademas la Sostenibilidad ya no es suficiente (post julio 2016) y que la regeneración puede ayudarnos a sobrevivir en un planeta que se autoregula ante los hechos de sobrepasar ya 4 de sus límites de funcionamiento (link UE+link SRC | imágenes mas abajo)

momentos e imágenes de contenidos durante las sesiones formativas con Arcelor-Mittal

Los bosques nos muestran el camino a seguir. Hace cerca de 400 millones de años, los árboles conquistaron la tierra firme y desde entonces no han parado de evolucionar con una gestión de recursos descentralizada y altamente eficaz; distribuyendo nutrientes, agua y energía de modo compartido junto con numerosos organismos como los hongos, insectos, aves o mamíferos junto con los sempiternos microorganismos como las bacterias; donde la gestión de los residuos es perfectamente circular, con hogar y trabajo para todos. Y sin necesidad de ingenieros agrónomos o forestales saben gestionarse de un modo sostenible y regenerativo. Años atrás publiqué una conferencia sobre el valor de los bosques muchos mas allá del valor de la madera.

Otro gigante empresarial como es Interface Floor se prepara ya para este cambio de paradigma con estrategias que pueden replicarse en otros sectores. El gran Ray Anderson que precisamente inauguró este blog en el año 2013 (post) dejó antes de su fallecimiento el camino a seguir.

algunas acciones a desarrollar por la empresa Interface Floor de líder en moquetas

La biomimesis avanza con paso firme. Lo vemos en numerosos aspectos: tendencia publicada por la prestigiosa revista nature ; índice DaVinci; Nature-Based Solutions de la propia Comisión Europea y instituciones como IUCN o la ONU (video al final del post) solo por citar algunas. Son los adelantados que indican el camino a seguir ya. Otros tardarán, siempre los cambios los marcan las minorías y son procesos lentos. Llegaremos a tiempo…?

carteles informativos que impulsan el avance de la disciplina biomimética

Hace 5 años comenzaba la andadura de este blog precisamente recordando el fallecimiento de Ray Anderson, empresario dueño de InterfaceFloor. Ahora celebramos, en breve, haber llegado a 100.000 visitas!. No había imaginado tiempo atrás tanto interés, nada comparable con otros sitios de la Red millonarios en visitas, pero nunca fue esa mi intención ultima y si en cambio sembrar nuevas conciencias pro-conservacionistas con las sorpresas que conllevan las estrategias naturales; tampoco nunca pensé gracias al blog visitar y trabajar en el Amazonas o trabajar online para diferentes instituciones gracias al blog o ser invitado a numerosos medios de comunicación, dar conferencias o escribir artículos. Tampoco pensé en que me iba a divertir tanto investigando y explorando para dotar de contenidos este humilde e insignificante espacio que nació para mis alumnos españoles y ahora es visto en mas de 40 países. La contribución a una polinización cruzada y a una red como el micelio fúngico, es una de mis mayores satisfacciones, conectando personas alejadas pero unidas por un bien común. Como si de un bosque se tratara.

video (5 min) de la ONU sobre las soluciones que nos esperan de la naturaleza. Toma parte!.

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Metamentesis

El significado de la palabra evolución implica una metamorfosis, un cambio hacia una forma madura, adulta, como sucede por ejemplo en el ciclo de vida de los insectos. La visión de Darwin en cambio sugiere que siempre estamos cambiando, evolucionamos en función a lo que sucede en el exterior para adaptarnos. Así parece que no estamos completos del todo, que no estamos realmente en esa etapa madura y por tanto no existe una forma terminada de nosotros pues evolucionamos para sobrevivir. Somos de algún modo un prototipo que ha de adaptarse lo mejor posible y si este no funciona, se extingue. Es cierto en cambio, que algunos organismos llevan millones de años sin cambiar su diseño tal y como sabemos ocurre en las libélulas, cocodrilos o cangrejo herradura por ejemplo. Pero siempre, la magia de la Naturaleza hace que coexistan excepciones. Esa es su grandeza.

Odonato, cocodrilo y cangrejo (fotos de :Deepack A.B./BBC/Istockphoto respectivamente)

Somos parientes de los demás serse vivos a un nivel profundo, molecular. Compartimos de los 4 bloques constructivos (ACGT) un porcentaje elevado con otros simios pero también con otros mamíferos, moscas o levaduras. Lo que conocemos como el Árbol de la Vida donde desde seres microscópicos la vida evoluciona hacia nuevas formas que junto con los hábitats que ocupamos configuran la biodiversidad.

Imagen del Árbol de la Vida ·tree of life· (Science, 2003, 300:1692-1697)

Al igual que la evolución y la metamorfosis son entendidas como procesos de cambio hacia un estado maduro, hoy me atrevo a inventar un nuevo termino, la metamentasis, y del que sorprendentemente no existen referencias en internet. La metamentasis (meta cambio; mentasis mentalidad) podría referirse a todo proceso mental que evoluciona hacia una fase madura, adulta, definitiva. Una evolución mental hacia un estado consciente pleno en el que Homo sapiens se adapta para evolucionar según las leyes naturales. Evolucionamos mas culturalmente que biológicamente y esto a muchos les sorprende. La cultura sin duda cambiará nuestros órganos y sobre esto hay ya mucha literatura. Somos los únicos seres con un crecimiento exponencial del cerebro. Esta característica nos dota de numerosas habilidades intelectuales que no empleamos para entender nuestra huella por la Tierra.

 

Evolución del cerebro de los homínidos hasta hoy

Tal y como nos describen la mayor parte de los artículos científicos sobre el tema, la supervivencia de la biodiversidad esta seriamente dañada y si bien es cierto que la Naturaleza no nos necesita, nuestra supervivencia y la de millones de organismos depende de ella. Así no parece que estemos efectivamente evolucionando bien. La Vida regenerativa por definición es un sofisticado sistema de interdependencias que Homo sapiens parece aún no entender. Así somos la única especie de ese Árbol de la Vida que no cuida de su entorno, del hábitat del que depende. El agua dulce es cada vez más escasa, la atmósfera y los mares están cada vez más contaminados, el clima está cambiando de forma desfavorables a la Vida, excepto quizás para algunos microbios, medusas y hongos. Para la mayoría en cambio está siendo ya fatal.

Según el eminente E.O.Wilson del que ya hemos hablado en alguna ocasión (post 2013), sólo con la entrega de la mitad de la superficie del planeta a la naturaleza podemos esperar salvar la inmensidad de las formas de vida que la componen. A menos que la Humanidad aprenda mucho más sobre la biodiversidad global y se mueva rápidamente para protegerla, pronto perderemos la mayor parte de las especies que componen la vida en la Tierra. La propuesta del proyecto Half-Earth ofrece una primera solución de emergencia en consonancia con la magnitud del problema: al reservar la mitad del planeta, podemos salvar la parte viva del medio ambiente y lograr la estabilización necesaria para nuestra propia supervivencia. ¿Por qué la mitad?, ¿por qué no un cuarto o un tercio?. A medida que las reservas crecen en tamaño, la diversidad de vida que sobrevive dentro de ellas también crece. A medida que las reservas se reducen en el área, la diversidad dentro de ellas declina a un grado matemáticamente predecible rápidamente a menudo inmediatamente y, para una gran fracción, para siempre…Así borramos ramas enteras de ese maravilloso Árbol de la Vida.

Eugene F. Stoermer en los años 80 y popularizado por el químico atmosférico Paul Crutzen en 2000, el termino Antropoceno, la época del hombre, ha sido ya aceptada. Los episodios de extinción no son especialmente raros en el tiempo geológico, pero han ocurrido en sólo unos 100 millones de años aproximadamente. Ha habido cinco picos de destrucción de los que tenemos constancia, y el nuevo que la humanidad ha iniciado, se conoce como la Sexta Extinción. Si en un futuro lejano los geólogos excavaran el suelo encontrarían capas definidas de suelo químicamente alterado, abundantes restos fósiles de plantas y animales domesticados que habrían reemplazado la mayor parte de la fauna y flora prehumana de la Tierra. Excavarían fragmentos de máquinas y un verdadero museo de armas mortales…

Nuestra fisiología y nuestras mentes están adaptadas para la vida en la biosfera, que sólo hemos comenzado a comprender. Ahora somos capaces de proteger el resto de la vida, pero en cambio seguimos siendo temerariamente propensos a destruir y reemplazar una gran parte de ella. Evolucionaremos mentalmente también?.

Imagen de página vietnamita

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Fabricación aditiva

En la Naturaleza los materiales son altamente costosos de conseguir mientras que el diseño es barato…justo lo contrario que en humanos donde los materiales son baratos (1 k. de acero es mas barato de que 1 l. de agua!!) mientras que el diseño encarece los productos… Una vez mas los sistemas biológicos naturales muestran lo alejados que nuestra especie están de ellos a pesar de que efectivamente somos naturaleza…pero de otra naturaleza… Uno de los aspectos interesantes que va a surgir de la fabricación aditiva, o sea la impresión 3D, es la posibilidad de aligerar las estructuras sin perder resistencia, reinventando la manera en la que fabricamos las “cosas”, acercándonos mas y mas a las formas naturales. Nuestra manera de fabricar un material resistente hoy es siempre añadiendo mas material y normalmente lo imaginamos como algo rígido y pesado.

Esto va a cambiar gracias a la bioinspiración de estructuras tan cercanas como nuestros propios huesos. Ya hace algunos años, el HRL Labs de Boeing, diseñaron una estructura que siendo 99,9% aire resultaba ser extremadamente resistente. La micro-retícula proviene de un polímero impreso en 3D que puede ser comparada a la estructura interna de nuestros propios huesos. Efectivamente en nuestro esqueleto la parte externa es muy rígida mientras que el interior casi hueca resulta una estructura abierta a escala celular. De este modo nuestros huesos y la de otros vertebrados resultan difíciles de romper y ligeros al mismo tiempo para volar o correr sin requerir de grandes musculaturas. Os presento a Microlattice.

Microlattice sobre un diente de león para mostrar su ligereza || estructura de un hueso humano y su porosidad interna.

La absorción de energía es crítica y un segundo limitante, la ligereza. Para entenderlo. Si lanzáramos un huevo o una bombilla desde una cierta altura, un ejercicio que hago todos los años con mis alumnos de diseño de producto, inventaríamos muchas estrategias gastando numeroso material para absorber el impacto y proteger el huevo. Con Microlattice unas pocos cm bastarían para tal cometido combinando superresistencia y una ligereza que casi flota.

simulación del ejercicio del huevo y materiales empleados por alumnos del IED

Pero mas allá de este simpático ejercicio, las aplicaciones para esta nueva manera de obtener resistencia y ligereza son enormes. Por ejemplo en el sector del transporte. En los componentes estructurales de cualquier vehículo desde un coche, pasando un avión y acabando en un satélite; este tipo de materiales va a ser revolucionario pues sin perder estructura ahorra peso y por tanto enormes cantidades de energía para nuestros viajes y por tanto emisiones GEI a la atmósfera. Ahora ya la cosa cambia viéndolo desde esta perspectiva sistémica. Además también podría estar en paneles de construcción de casas y otros edificios e incluso en suelos. Y seguro que nuevas aplicaciones llegarán.

 

Estructura de un avión | Microlettice | mi acreditación a una reciente visita a Airbus en Madrid

Como en el ejemplo de la foto inicial del post, coleóptero (escarabajo) y bolsa de chips, tienen cosas en común: ambos han de ser resistentes a la ruptura, a la humedad, ser transpirables; comunicar; ser ligero…. Mientras que el escarabajo emplea un solo polímero la quitina,  la bolsa requiere de diferentes materiales en base a la función que requiere de cada una de ellas (PE50, PET12; ALU9, tintas…). En el primer caso la quitina es biodegradable, no tóxico dentro de un ciclo circular; mientras que el snack no lo es, durará entre nosotros décadas (tras ser empleado minutos) y se irá acumulando en nuestros basureros…

Empezamos a comprender y aplicar los modelos naturales que nos ayuden a ajustarnos a las leyes inexorables de nuestro planeta y adaptarnos mientras damos pasos a evolucionar mejor como habitantes de esta maravillosa nave espacial que ocupamos.

 

 

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El poder de lo inapreciado

Esta pasada semana hemos celebrado un Taller de Biomimesis en Madrid dentro del Proyecto Europeo Biomimicry for Entrepreneurs (post 10 feb 2017). Con cerca de 100 asistentes y una mas que activa y apasionada participación, firmemente creo que ha sido todo un éxito. Una vez mas el trabajo en equipo, la colaboración, tan aplaudida desde este mismo blog, ha sido una de las claves. El equipo participante de BIA (Biomimicry Iberia Association) que ya ha sido presentado en público junto con la inestimable ayuda del Master of Design & Innovation del IED de Madrid al cedernos el Aula Magna y otras dependencias para el desarrollo de las intensas sesiones de trabajo, han sido el pilar de este éxito. Pero no solo.

El caracol común, Helix aspersa, el típico de jardín, cobró un protagonismo inusitado para los asistentes que durante casi 2 horas tuvieron la oportunidad de comprobar en sus propias manos, pues tuvieron ejemplares vivos, algunas de sus características excepcionales y superpoderes. Este molusco (tras los artrópodos el grupo mas numerosos del planeta) gasterópodo (literalmente, pie comedor, +75.000 especies vivas) pulmonado (perdieron las branquias al colonizar la tierra, únicos en su grupo capaces de vivir en tierra firme…) sin duda maravilló a los participantes con algunas de sus estrategias de supervivencia que sirvieron para ademas de pasar un buen rato mediante el procedimiento de “learning by doing” (aprender haciendo), atreverse también a idear de un modo biomimético algunas propuestas diseñadas de productos y servicios. Bien!.

 

Una de las Fichas empleadas durante el WS por los asistentes

Aprendimos que este insignificante, lento, baboso, extraño y despreciado animal por muchos, salvo en la cocina, resultó ser bioinspirador para arquitectos, ingenieros de materiales, diseñadores de moda, biólogos, educadores o para futuros jóvenes empresarios, según pudimos comprobar durante el propio evento. Los caracoles suelen vivir en ambientes embarrados, mojados pero siempre se mantienen limpios. Si se observa su concha con detenimiento, es posible identificar diminutos desniveles que les permiten la formación de piscinas microscópicas capaces de recolectar agua. Inspirándose en este fenómeno, Lixil, una empresa japonesa, ha desarrollado una pintura protectora de sílice llamada Inax que, al aplicarse sobre superficies exteriores, las protege del humo de vehículos y otros contaminantes urbanos. El sílice se encuentra de forma natural en el suelo y forma desniveles microscópicos a los cuales se adhiere la humedad fácilmente. La suciedad permanece en ese agua, y se limpia cada vez que llueve.  Hoy ya un 54% de la población mundial vivimos en ciudades, cifra que se aumentará a cerca del 70% en las próximas décadas. Por tanto otros mas de 2.500 millones de personas migraran a las urbes. Limpiar el exterior de un edificio es un proceso laborioso e intensivo en agua y química. Al usar superficies con capacidad de limpiarse solas, es posible relegar la tarea de la limpieza a la lluvia, evitando el impacto negativo que conlleva el uso de agua y los numerosos contaminantes químicos.

Propuesta de Elnaz Amiri, Hesam Andalib, Roza Atarod, and M-amin Mohamad para el Biomimicry Institute’s Student Design Challenge

Estudiar la naturaleza, sus procesos y sistemas, y cómo ésta soluciona problemas, puede ayudarnos a encontrar soluciones innovadoras que impliquen un menor impacto negativo sobre nuestros ecosistemas naturales. La naturaleza logra optimizar estos procesos porque no puede permitirse la ineficiencia que suponen las actividades innecesarias. Otro ejemplo de aplicabilidad mas allá del asunto hídrico es la energía, tan incierta y preocupante con el CO2 atmosférico… Esto fue lo que un grupo de estudiantes de la Art University de Isfahan iraní idearon. El diseño del edificio está inspirado en el caracol, que logra mantenerse fresco y húmedo pese al intenso calor del desierto. La concha de algunos caracoles desérticos les ayuda a sobrevivir en ambientes extremos gracias a su poder reflectante, y a la presencia de capas de aire en su interior que hacen de aislante térmico. Incluso a temperaturas de 65ºC en el exterior. El caracol es capaz de desplazarse al interior de su concha donde las temperaturas disminuyen hasta los 50ºC.

La mayoría de animales desérticos cuentan con mejoras biológicas que les facilitan vivir en estos ambientes extremos, pero el caracol ya lleva en sí mismo todo un ‘edificio’ que le permite mantenerse fresco y protegido en los lugares más inhóspitos. La mayor inspiración obtenida del caracol proviene de su propia estructura, de los materiales de construcción que emplea, y de sus estrategias de refrigeración gracias al caparazón curvo y superpuesto que minimiza la cantidad de radiación que incide sobre su superficie. El edificio propuesto es blanco, albedo elevado, para reflejar la luz del sol y cuando hace mucho calor, se retrae hacia el interior de su concha. El edificio emplea un mecanismo similar: cuanto más profundas se encuentran las habitaciones, menor es la Tª dentro de estas. El estudio de los procesos y sistemas naturales, así como de las estrategias resolutivas de la Naturaleza, puede ayudarnos a encontrar formas innovadoras y con menor impacto medioambiental proporcionando soluciones reales a problemas reales. La Naturaleza tiene la capacidad de adaptar sus estrategias para permanecer funcional frente a cambios en el entorno. Fascinante!.

Os incluyo la mini presentación que hice para el evento, haciendo click en la imagen, donde además tendréis acceso al último número de la galardonada publicación ZQJ donde BIA ha sido entrevistada! (diapo 25). Todo un honor!.

Imagen la presentación del Taller de Madrid para BfE

algunos de los momentos del Taller. Junto con la experta Zeynep Arhon de Trendesk de SF,Ca, USA

Los caracoles no sufrieron daño y como eran endémicos, fueron ubicados en parques y jardines de alrededores…

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Álbum biomimético

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Cuando hace unos meses recibí una llamada del CICAT (Centro Interactivo de Ciencia, Artes y Tecnología) de la Universidad de la Concepción de Chile interesado por mi trabajo, fue toda una satisfacción saber que mi modesta contribución en la biomimesis llegaba mas allá del territorio ibérico. Esto ya lo sabía gracias a los datos que este mismo blog me proporcionaba (news 5 dic 2013) con visitas en Méjico, Colombia, Chile… genial!. Pero la sorpresa de la llamada fue aún mayor cuando me dijeron el objetivo: querían contratarme como asesor científico para diseñar una publicación introductoria e ilustrativa de biomimesis para escolares en forma de álbum de cromos!!. Como??. Dar la opción a los niños a saber de los genios naturaleza través de los cromos?. Ampliar la opción de coleccionar mas allá de sus estrellas favoritas de fútbol, superhéroes o Disney…??. Darles a conocer los superpoderes de geckos, arañas, búhos, hojas o tiburones y a personajes como de Mistral, el gran Leonardo o la actual Janine Benyus, representaba toda una ficción, una idea que simplemente me emocionó y no pude mas que sonreír y aceptar el reto.

 

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mapa de visitantes por países al blog (dic 2013)

Hoy os invito a que contempléis esta simpática publicación y que difundáis la biomimesis y sus valores entre los mas pequeños. Ellos van a ser el testigo de un mundo en transición, pues nos hallamos no en una época de cambio, sino en un cambio de época. Este cambio ha de empezar por nosotros. Allanemos el camino para ello. La Naturaleza nos enseña esa ruta. Sería bonito proponer a alguna editorial española hacer algo similar para los escolares españoles e hispanoparlantes. Si alguno de vosotros conoce…merecerá el intento…

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foto del Álbum biomimético y sus cromos (haz click en la imagen para acceder a la publicación).

Finalmente comparto este inspirador, -como no!- mini-video de Janine Benyus en su última aparición en la conferencia de Bioneers…que lamentablemente no pudo celebrarse esta edición en nuestro país tal y como propusimos…

Disfrutar!!

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Superpoderes

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En breve comenzaré un interesante ejercicio con mis alumnos en torno a como el diseño puede contribuir a incrementar la biodiversidad urbana de aves e incluso la concienciación hacia la importancia de estos bioindicadores en la cuidad. Uno de los problemas con los que me encuentro es el distanciamiento desde la ciudad a la naturaleza. No porque ésta se encuentre alejada, sino porque la juventud no pisa ni siquiera los parques urbanos incluso en una ciudad con grandes extensiones verdes como Madrid, algunos como la Casa de Campo con mas de 1.700 Ha e incluso un Parque Forestal, único en Europa, con mas de 300 Ha. Lo que no conocemos no existe y por tanto no cuidamos. Uno de los retos es precisamente ese. Sacar al estudiante de su sempiterna vida en espacios de interior (casa-metro-universidad-casa-bar-casa de amigos…). A pesar de que un 95% muestran interés por la Naturaleza, dedican entre 0 y 20 minutos/semana en ella. Por tanto como atraerlos hacia la naturaleza en su hábitat diario?.

Las aves han sido y están siendo muy estudiadas en el entorno de la biomimesis sin duda por su extraordinaria capacidad de aplicabilidad. El proyecto irá de la mano de la ong Brinzal que trabaja con rapaces nocturnas por lo que hoy abordaremos algunas características diferentes a las publicadas en el post de enero 2014. Las rapaces nocturnas son cazadoras especializadas en visión a escasa luz, vuelo silencioso y extraordinario oído, entre otras adaptaciones. Lo necesitan pues la noche dificulta la tarea. La superficie que ocupa la órbita ocular en el cráneo es del 70%, la nuestra apenas el 5% y la retina les permite captar toda la luz disponible por escasa que ésta sea debido al elevado número de células fotoreceptoras, los bastones, que debido a su extrema sensibilidad a la luz envía la información al cerebro por el nervio óptico. Esto les otorga una visión 2,5 veces mas brillante que la nuestra.

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Espacio que ocupa el ojo en rapaces nocturnas y concentración de bastones oculares (composición M.Quirós)

Estudios han demostrado que estas aves son capaces de detectar pequeñísimas presas en total oscuridad. Además aprenden mapas mentales de su entorno oscuro evitando colisiones e identificando obstáculos y todo lo que conforma el paisaje. El oído, otro de sus potentes habilidades, llega a oír desde el propio huevo, indica que el sonido es un componente fundamental de su futuro  aprendizaje, siendo capaces de cazar de oído sin necesitar ver a la presa. La lechuza oye por los pabellones oculares como un sonar y también gracias a unos conductos de plumas bajo los ojos, que concentran las vibraciones del aire por escasas que éstas sean.

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Características anatómicas de la audición en rapaces nocturnas.

Además tiene los oídos a diferente altura que les permite calcular la distancia y orientación de sus objetivos sin necesidad de verlos llegando a ser hasta 10 veces mas sensible que los nuestros. Pero además son capaces de rotar hasta 270º su cabeza algo que nos mataría si pudiéramos. Gracias a la posición de las arterias protegidas dentro de las vertebras y a un reservorio sanguíneo, el flujo de sangre al cerebro no se ve interrumpido. Todo está diseñado en estas aves para sus funciones.

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En el vuelo, las aves deben combatir dos fuerzas, la gravedad y la resistencia aerodinámica que contrarrestan gracias a las fuerzas que ellos mismos ejercen de avance y estacionamiento. Además el perfil alar muy curvado en estas aves trabaja para que el aire que pasa por encima viaje a mas velocidad que el que pasa por debajo creándose una diferencia de presión que genera la llamada fuerza de sustentación. El borde posterior del ala corta el aire creando unos vórtices que impulsan al ave hacia arriba y hacia adelante, permitiéndoles avanzar. Estos son los principios básicos del vuelo descubiertos inicialmente por George Cayley permitió que la raza humana entendiera el modo de volar, hecho que tardó mas de 1.000 años desde sus primeros intentos serios. El descubrimiento de los vórtices vino luego…fly

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Principios básicos del vuelo: perfil alar; diferencias de presión y vórtices generados en el aleteo.

He tratado de la manera mas básica y divulgativa dar a entender la magia del vuelo en las aves. Pero, que tiene de especial el de las rapaces nocturnas?. Sencillamente que vuelan despacio, sin generar ruido desafiando magistralmente las fuerzas opuestas. Pero hay algo mas…en este minivideo (4 min) muestra algo asombroso, una comparativa entre 3 aves diferentes (paloma, halcón y lechuza) con resultados que explican el motivo. Pero hay mas…el perfil de las alas poseen unos filamentos que rompen el aire haciendo que este lo atraviese mitigando el ruido. Por tanto una combinación de numerosas estrategias para lograr un vuelo eficiente, silencioso y elegante que unido al oído y la visión logran cazar exitosamente en la noche sin ser detectado. Que puede inspirarnos toda esta suma de habilidades?. Algunos ya lo han desarrollado pero queda espacio para nuevas ideas…

 

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Pluma y detalle de las fimbrias de las rapaces nocturnas; potenciales aplicaciones y ventilador bioinspirado que minimiza el ruido (click para ampliar).

Este documental (52 min.) os abrirá aún mas los conocimientos de estos y otros superpoderes.

Desde este enlace podéis contemplar algunas de las propuestas de los alumnos!.

 

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Cartel empleado para las clases IED dentro del proyecto final de Ecodiseño curso 2016-2017

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