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El Amazonas está cerca

(6 min. lectura) El casco urbano del municipio de Puerto Nariño está situado en una terraza alta de tierra firme sobre la margen izquierda del río Loretoyacu, afluente del Amazonas, en el extremo suroccidental de Colombia con un área de mas de 1.700 km2, que después de Leticia, su capital, es el segundo municipio en importancia del Departamento de la Amazonia colombiana. Puerto Nariño pertenece a un territorio vinculado a humedales con categoría Ramsar, donde viven en armonía mas de 1.200 personas de 13 etnias diferentes: ticunas, cocamas, yagüa, bora, uitotos, …

 

Zoom (arriba a abajo) de vista satelital del Trapecio Amazónico, Puerto Nariño, casco urbano y casa típica.

Los humedales son considerados ecosistemas estratégicos que prestan a la humanidad innumerables servicios como los de aprovisionamiento, mantenimiento en la regeneración de la biodiversidad, culturales, de regulación, soporte y por supuesto económicos. Este complejo de lagos, recientemente declarado zona Ramsar, está localizado en el resguardo Ticoya y es de colosal importancia ecológica por ser uno de los hábitats prioritarios para especies amenazadas como los caimanes negros (Melanosuchus niger), los emblemáticos delfines de río (Inia geoffrensis y Sotalia fluviatilis), manatíes (Trichechus inunguis) o el mismísimo pirarucú (Arapaima gigas), entre otros, además de ser reservorio importante de toda una biodiversidad que por hectarea supera a Brasil. Se trata de un paraje de una belleza extraordinaria, un paraíso terrenal.  Alrededor de trece comunidades indígenas dependen de estos lagos para su sustento, y actualmente es uno de los principales atractivos turísticos de la Amazonia colombiana, generando ingresos directos e indirectos a la economía local.

Imagen del pirarucú (Arapaima gigas), el segundo pez de río mas grande del planeta, que se encuentra en el territorio donde se ubica el post

La estacionalidad en las precipitaciones provoca la inundación de grandes extensiones por el desbordamiento de ríos y lagos favoreciendo la entrada de animales acuáticos a los lagos que funcionan como verdaderas guarderías para delfines, manatíes y alevines de peces. Por ello gran parte de las actividades económicas de Puerto Nariño y sus alrededores se relacionan con la pesca a la que se dedica más del 50 % de la población, que junto con la extracción de madera y de productos forestales completan las otras actividades económicas principales en la zona. El monitoreo adecuado en la extracción sostenible de los recursos resulta crítico para la subsistencia de las comunidades, fabulosa labor que realiza desde hace mas de 25 años la Fundación Omacha bajo la dirección de Fernando Trujillo su Fundador y mi amigo, con la que me enorgullezco de colaborar. El turismo de la naturaleza viene tomando fuerza en los últimos años como una alternativa económica importante, llegando incluso a lograrse una certificación como destino turístico de importancia nacional.

Pero no todo es pesca, turismo o madera en el lugar. También hay mujeres extraordinarias como Luz Mary, emprendedora, inteligente, simpática y empoderada, que además de crear nuevos platos y bebidas para la gastronomía local, desarrolla desde hace años un Taller de tintes naturales para el textil con plantas, frutos, maderas locales que solo ella está recuperando de un conocimiento ancestral que hoy se está perdiendo. A estos Talleres tuve la oportunidad de participar con mis alumnos de los MDI y que hoy quiero compartir con vosotros. Luz Mary emplea especies poco conocidas aquí como el Achiotes, el Huito, el Pajarito, la Choca, Huitillo, Buré, corteza de Palo de Brasil, Chocanari, Cúrcuma, Yanchama,… entre otras.

 

Infografía y detalle con retrato de Luz Mary y las especies vegetales empleadas (autoras: Marta Ortiz, Carlota Rodriguez Gallo y Paula Girón, estudiantes de los MDI IED Madrid y participantes del Taller) sobre una propuesta de empoderamiento de la mujer indígena como agentes de cambio para Puerto Nariño.

Los colores y las tonalidades obtenidos son impresionantes y maravillan a todos los que lo ven. Los instrumentos tan rudimentarios y lo básico del proceso enaltecen aún mas la magia del momento. Necesitamos que estos conocimientos no solo no se pierdan sino que nos muestren el camino de la reconexión entre los humanos y la naturaleza para un desarrollo sostenible y regenerativo. La problemática de los tintes en la industria textil hoy arroja cifras y repercusiones ambientales preocupantes, así como en la salud de los habitantes del planeta en una escala colosal. Solo en Europa mas de 50.000 toneladas de tintes acaban en ríos y afluentes continentales cada temporada (Fuente UE).

momentos del Taller, colores, fibras teñidas…Click en la imagen para ver video del Taller (autora:Magdalena Puchalska)

La ideación, diseño, desarrollo e implementación de Talleres para escolares en la zona mostrando los valores de sus propios recursos puede dar ideas para el futuro emprendimiento de los jóvenes cuyas posibilidades de quedarse en su territorio cada día resulta mas complejo. Desarrollar a una escala piloto la potencial aplicabilidad de estos pigmentos para las industrias que se quieran alinear con otro modo de producir color; cultivar especies vegetales susceptibles de interés textil en las cercanías del propio Puerto Nariño para no tener que caminar grandes distancias para su recolección… son solo ideas fáciles de desarrollar con un poco de interés y ayuda. Estas iniciativas junto con otras, puede fijar población asegurándose un modo de vida alineado con el entorno que permite a una generación mas proteger y convivir en este maravilloso entorno emblemático del planeta.

A veces el Amazonas no está tan lejos, puede estar cerca. Nos ayudamos?.

Participantes del Taller de pigmentos junto con Fernando Trujillo de la Fundación Omacha, material empleado y resultados.

Gracias a Luz Mary y a su familia por su entrega y simpatía; a Fernando Trujillo, a Lilian, a todos los estudiantes de los MDI especialmente a Marta Ortiz, Carlota Rodriguez Gallo, Paula Girón y Magda Puchalska por sus creativos trabajos.

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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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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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¿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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Salamanquesas y ciclismo BMX

Uno de los grandes temas para abordar desde cualquier ámbito del diseño, es la protección. Inicialmente supone un importante esfuerzo para acotar y definir lo que entendemos por protección. La naturaleza constantemente desde la escala celular hasta la del ecosistema, busca soluciones, estrategias para ello. Un gran tema pues para ser tratado desde la óptica de la biomimesis.  El alumno no iniciado a menudo se “colapsa” al analizar la complejidad de los procesos de pensamiento cuando de modo intencionado los alejo de lo simple, de lo evidente y literal. Tendemos hacia lo simple y la naturaleza camina hacia lo complejo hacia la totalidad. Cuesta pero merece el esfuerzo.

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El proceso con el que empezamos en grupo es centrarse en lo importante; contribuyendo con la propia experiencia (a menudo lo olvidamos!); escuchar para comprender y así profundizar en la visión; conectar, asociar ideas; dibujar, jugar y sobre todo divertirse. En definitiva un nuevo proceso de pensamiento en los múltiples y diversos procesos de diseño. Definimos entonces varias áreas en las que clasificamos ideas que debemos relacionar y asociar para finalmente obtener resultados. El grupo, una vez mas, funciona mejor que el individuo. No falla.

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