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¿Puede un flamenco ahorrarnos costes energéticos?

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El futuro modelo energético se vislumbra diferente al actual en el que parece lógico que un conjunto de energías diferentes satisfagan la creciente demanda relevando al petróleo que año tras año muestra síntomas de decrecimiento en su extracción. La energía procedente de los océanos es ya una realidad pero que la tecnología actual no ha mostrado un extensivo interés hasta la fecha. Existen algunas excepciones y otras aproximaciones bioinspiradas con ejemplos empresariales brillantes como Biowave o Pax, solo por citar un par. A estos se añaden todo un sinfín de prototipos e ideas aún en fase exploratoria. La energía de las olas del mar podría proporcionar el 107% de la necesaria en España y más del 50% de toda la de Europa según datos independientes realizados para Greenpeace. Ademas cerca del 37% de la población mundial vive a menos de 90 km de la costa con lo que desde el punto de vista comercial tendría tambien sentido además de considerar los riesgos que estás poblaciones van a tener en relación con el cambio climatico.

Esto es lo que debió pensar Rafael Aparicio y su amplio equipo colaborador, entre los que me incluyo, cuando desde su Valencia natal un día sintió curiosidad sobre la peculiar manera de alimentarse, la forma del pico y su funcionalidad del Phoenicopterus ruber, el flamenco rojo, en cuyo pico invirtió mas de 600 resonancias magnéticas para poder entender mejor su complejo funcionamiento. El abordaje biomimetico requiere según palabras de la mismísima J.Benyus de estudios que nos muestren el camino de cómo funcionan los mecanismos biológicos para su aplicabilidad en el campo humano. Una de las características del pico de este ave es que lo emplea como una bomba que mueve grandes volúmenes de agua para alimentarse, desarrollando un impulso bidireccional del agua en sentidos opuestos mediante un único movimiento. Tomografías axiales computerizadas muestran tal función (Digimorph de Texas University) aunque sin poder ver lo que ocurre cuando el agua fluye dentro del pico, aspecto fundamental para su completa comprensión.
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Los flamencos se alimentan cabeza abajo y mediante un rápido balanceo, permiten que el flujo del agua pase a través del pico donde el agua es bombeada mediante un complejo proceso en el que se ven involucrados ademàs, la gruesa lengua, el paladar, surcos y laminillas que convierten el flujo turbulento a uno laminar. Este comportamiento y morfología es más propio de ballenas o mejillones pero como hemos visto en otros casos, un mismo mecanismo eficiente coevoluciona y se adecua a diferentes organismos según sea su hábitat. El pico mostró por su diseño y funcionamiento ser un verdadero tratado de hidrodinámica.

bill Dibujo de la anatomía de la cabeza del flamenco en posición alimentaria filtradora de Penelope M. Jenkin -Department of Zoology, Bristol University-

A priori, los estudios nos presentaban una eficiente bomba natural que podría tener una bonita analogía en un eficiente rotor. Todos estos análisis abrieron las puertas a posibles futuros diseños más allá de la propia turbina. El funcionamiento de la turbina a priori parece ahorrar céntimos de euro en comparación con la producción actual hecho que promete interés no solo para productor-consumidor sino también en la base de su nula huella de carbono en la generación energética al basarse en el constante movimiento mareomotriz donde además no hay zonas valle como ocurre en la solar.

Este trabajo tiene aplicaciones potenciales en múltiples sectores de movimiento de fluidos, no en vano empresas como Repsol o Sacyr han mostrando interés y el estudio ha recibido varios galardones nacionales (premio Dominguis; innovación Tecnológica Sacyr 2013; Fundacion Biodiversidad del Ministerio de Medio Ambiente español) y recientemente ha sido finalista de la convocatoria Climate-KIC de la UE entre mas de 50 proyectos presentados.

3dImagen de la turbina bioinspirada impresa en 3D (Fabber Lab)

Los resultados preliminares han sido aceptados para publicacion en el próximo Congreso Nacional de Medio Ambiente 2014 CONAMA y aunque falta mucho aun por hacer, la curiosidad de Rafael muestra el camino de como la Naturaleza nos enseña tecnologías aun inexploradas en pro de una producción de energía cercana, limpia, económica e infinita. Los estudios preliminares muestran una mas que interesante viabilidad comercial. Ahora falta que inversores “salgan de la caja” y confíen en el modelo propuesto bioinspirado, completen la parte que hace mas de 4 años se empezó y difundan como un flamenco puede hacernos ahorrar en nuestra factura eléctrica. Mola!.

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La Nueva Ciudad Dulce

naturebeeTenemos la ciudad y el campo, lo urbano y lo rural. Desde hace ya algunos años, más de la mitad del planeta vivimos en ciudades y parece que llegaremos al 80% a mitad de siglo. El planeta está tan influido por las ciudades que entramos en una nueva era geológica denominada Antropoceno, dominada por los cambios producidos por la actividad humana a escala planetaria y por ello la llamamos la Era de la Ciudad.

Las nuevas ciudades no pueden contentarse con la mera existencia de parques con bellos árboles, rosaledas y hierba donde tumbarse. La relación con la naturaleza debe ser mas profunda, compleja y convertirse en un verdadero nuevo ecosistema. Sabemos sobradamente que la ciudad depende en gran medida de la naturaleza, los flujos del agua, aire limpio y suelo y sus recursos, pero que estos son también influidos por las ciudades. En las aves sabemos que algunas especies cantan de modo diferente en el bosque que en la ciudad. Pero también los lugares remotos son influidos por la urbe, de donde proceden las enormes cantidades de energía y recursos que demandamos a diario.

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Bullit Center

La ciudad que funciona como la naturaleza se la denomina biomimetica. Y sonara idílico pero ya hay un interesante edifico, el Bullit Center de Seattle, en Washinton EEUU, donde los diseñadores y arquitectos se han inspirado en el funcionamiento (no en la forma) energético de un bosque o en su gestión del agua. El edificio se limita pasivamente a emplear lo disponible y devolver al medio lo que no requiere. Mas de 360 materiales tóxicos comunes en la construcción, no fueron empleados; casi 600 paneles solares (230.000 kW/h) proporcionan los requerimientos de todo un año, el agua de lluvia se emplea en las duchas o para beber tras filtración UV y el 100% de la madera empleada es certificada (FSC). Los más de 50.000 metros cuadrados funcionan como un verdadero ecosistema proporcionando servicios ecológicos, una huella positiva en lo que ya conocemos como urbanismo biofílico.

Desde una perspectiva más humilde pero ambiciosa a la vez, la iniciativa (Miel de Barrio) (post) pretende el desarrollo de la apicultura urbana imitando lo que desde hace décadas sucede en numerosas ciudades del mundo. Estas metropolis (París, Londres, New York y un centenar mas) son bien conocedoras de la vital importancia de la polinización melifera para nuestra propia seguridad alimentaria, sin duda también del lamentable declive de la especie y seguro de la necesidad de un modelo urbano sostenible.

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En el siglo XIX París ya legislaba sobre la materia y un apicultor de guerrilla posicionó sus colmenas sobre la Ópera Garnier, reivindicando una ciudad dulce. En otro lado del planeta, jóvenes norte-americanos polinizaban los árboles de los jardines de su ciudad convenciendo a su alcalde a permitir la apicultura en los tejados y con toda una comunidad que crece y crece… Desde 1985 los ayuntamientos madrileños tienen la potestad de permitir la instalación de colmenas en los cascos urbanos (Decreto 35/1985, 8 mayo), pero lo prohiben. Lo simpatico es que desde la sede municipal del Media Lab Prado de Madrid, en cambio se permite el desarrollo de un sano activismo en pro de la actividad prohibida, como yo mismo he comprobado.

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momentos del taller sobre apicultura urbana en Madrid

Desde siempre ha habido distinciones entre lo urbano y lo rural, pero a medida que la civilización avanza y se hace resiliente, tenemos que ir más allá de esas viejas distinciones. En la Era del Antropoceno tenemos que convertirnos en una verdadera especie proplanetaria. Y con los nuevos edificios cambiar la totalidad del planeta. Una vez alcanzada esa escala, las diferencias entre lo natural y lo que no lo es pasara a la historia… Necesitamos una perspectiva más sostenible con miras señar en el mundo a 100, 500 ó 1000 años. No olvides que son escalas humanas y de generaciones de familias. Si los edificios de las ciudades afectan al planeta entero, es hora de empezar a acturar como un planeta y pensar como Naturaleza y ciudad pueden evolucionar juntas como un todo.

Los políticos pueden aprender 6 lecciones que las abejas nos enseñan en el mundo de la gestión (si pueden entender el inglés más allá del relaxing cup of café con leche…) pues la Naturaleza es mas que un lugar donde escapar de nuestro estrés profesional, representando una fuente de sabiduría profunda que puede mejorar nuestras vidas y las tomas de decisiones (Forbes).

Si quereis una ciudad donde podamos libremente criar y cultivar nuestra propia miel, apoya este documento…y polinicemos colaborativamente como nos enseñan las fabulosas abejas.

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Magia en los dedos del gecko

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Hay cerca de 3.800 especies de lagartos en la Tierra, algunas pequeñas de escasos milímetros hasta el Varano de Komodo de mas de 3 metros. En la prehistoria algunos superaron los 20 metros y su extinción permitió el paso a los mamíferos y con ello a los humanos… Hace millones de años cuando los predadores terrestres ejercieron su presión selectiva sobre las presas, unos pocos organismos lograron escapar abriendo nuevos nichos donde prosperar. Entre ellos aún nos acompañan los geckos, las arañas o los coleopteros que desarrollaron habilidades y mecanismos extraordinarios sobre la adherencia en multitud de superficies. Hoy vamos a ver tan solo 1 de ellos…

Los geckos y otros reptiles como las salamanquesas por ejemplo, pueden permanecer sin esfuerzo alguno aparente sobre rocas lisas o bajo las ramas de cualquier árbol, moviéndose una y otra vez sin pérdida alguna de adherencia. Además sus dedos permaneces limpios sin restos de adhesivos o de partículas. Como es posible?. Hace más de 2.000 años, Aristóteles comentó la habilidad de los geckos en su capacidad de correr de arriba a abajo e incluso cabeza abajo… Todas las diferentes especies han desarrollado este mecanismo aunque con diseños diferentes como vemos en la siguiente imagen.

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Filogenia y evolución de los dedos del gecko (Gamble y col.)

 Hace ya más de 15 años un joven investigador de UC Berkeley, Kellar Autumn, sintió curiosidad hacia esta estrategia y comenzó sus estudios que animaron a otros y que hoy desemboca en varios cientos de trabajos publicados, varios millones de dólares en investigación y más de 100 patentes de productos y servicios. Mucho conseguido por el simple hecho de ser curioso, no crees?, y demasiado para una “simple” pata pegajosa de un bicho repudiado en numerosos lugares…. La biomimesis empieza por la curiosidad y continúa cuestionando hasta lo mas aparentemente evidente para llegar a las innovaciones que son las que proporcionan desarrollo y mejoras en la vida de todos.  Una vez mas el análisis de las estructuras nanometricas tanto de los lagartos como de los insectos revelan una simple pero inesperada solución. Gracias a la evolución convergente estas microestructuras con forma de espátula les permiten tal adherencia. Descubrimos que la geometría es el tema central de un principio de diseño que les puede separar entre comer o ser comido, mediante la subdivisión de unas pequeñas formas bajo sus dedos. Veamos. Cada escama de la parte inferior de los dedos de las patas poseen unas 150.000 setae del grosor de 0,2 micras (mucho más fino que un pelo) cada uno dividido en unos 2000 filamentos microscópicos que acaban en unas placas en forma de plato. Bien irrigados por el sistema venoso, son capaces de encontrar las mas mínimas irregularidades en las superficies, incluido el propio cristal, llegando a crear mas de 1000 millones de puntos potenciales de adherencia.

Gecko-foot estructura y mecanismo de adhesión de un gecko tipo

 La adhesion entre las espátulas y la superficie de contacto se obtiene gracias a las Fuerzas de Van der Waals (post:Salamanquesas y ciclismo) y llega a ser de una magnitud de 100 nanoNewtons (nN). Las setas pueden ser fácil y rápidamente separadas por el animal de la superficie, curvando los dedos hacia fuera en un movimiento que no nos deja indiferentes. Esta acción además, altera el ángulo de incidencia de los millones de espátulas y la superficie, reduciendo las mencionadas F de van der W. permitiendo al animal desplazarse. La confianza en la adherencia de las energías subatómicas desde la física sin la necesidad de química no requiere de compuestos que deban sintetizar para lograr su cometido, beta-queratina en el caso de los herpetos y quitina en los invertebrados, ahorrando síntesis de materia. Una mosca requiere exactamente de 103 ó 104 setas para mantener su peso. Mediante el incremento de pelos o  vellosidades, los organismos de mayor talla pueden escapar mediante este elegante mecanismo estratégico que en la jerarquía estructural de ingeniería nos enseña una lección: la seguridad en confiar en el sumatorio masivo de fuerzas minúsculas para lograr un resultado macroscópico (2+2=5).

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Densidad de setas adherentes y tamaño en diversos organismos

¿Podemos aprender, a partir de estas ingeniosas soluciones que en la Naturaleza llevan funcionando desde hace millones de años?. Claro!. Las múltiples conexiones posibles en nuestras necesidades no hacen necesario un gran ejercicio de imaginación. Empleamos miles de millones de toneladas anualmente en pegamentos!…y casi todos tóxicos y procedentes del petróleo.  Recientemente durante la Jornada de Biomiesis del Ejército (post) se hablo del proyecto Z-Man de DARPA que ya está empleando el ejercito norteamericano y que demuestra la capacidad de soportar mas de 90 kilos de carga en una persona de 50 k mientras escalaba un muro de cristal de 7 metros de altura… o Geckskin en la que un equipo multidisciplinar de la Univ de Massachusetts y viendo la jerarquía de los materiales (tendones, huesos, post) desarrollan un super-adhesivo de propiedades sorprendentes (minivideo1 y 2) en las que pequeños trozos de apenas 40 cm soportaron un peso de 300 k!. Todo sin química dañina (recordar los cov, cop, formaldehídos, …). Pura tecnología disruptiva.

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Productos reales y potenciales generados a través de los dedos del gecko…

Para finalizar podéis ver un par de vídeos (nº 15 y 16 de este blog) simplemente geniales realizados por R.Full de la UCBerkeley….

Un reto evolutivo similar también se puede encontrar en organismos marinos como en los mejillones por ejemplo, … pero de ellos hablaremos en otro futuro post… pues por hoy y para ser simplemente lo que el estudio de los dedos de un organismo puede proporcionarnos es suficiente … verdad?.

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Jerarquía en biomimesis

image sketch que muestra niveles jerárquicos de una estructura que emplea del 100% del material al 2% aligerandola, por Ed van Hinte y Adrian Beukers en wired.co.uk

Los residuos son un grave problema económico, social y ambiental en el presente siglo que en algunos casos, como el del plástico acompañara incluso a quienes aún no han nacido durante mucho mas tiempo, demasiado. La Naturaleza nos enseña que el residuo es el recurso de otro organismo y que de este modo se autoregula. Más del 90% del material vegetal caído (animal también) es finalmente descompuesto por bacterias, insectos, sus larvas, gusanos y hongos, que rompen el material devolviéndolo como nutrientes básicos al suelo y al ecosistema en los que todos se benefician. Pura economía colaborativa. Sin su presencia no podríamos dar ni un paso por un bosque pues el hedor de la materia putrefacta nos lo impediría, ya que se acumularía hasta cantidades impensables. El proceso bacteriano y fungico es fascinante, la materia orgánica se transforma en N, O2, C, H que nutrirán el suelo y al resto de los componentes del sistema. Una pequeña porción  de bosque puede albergar 200 especies diferentes de hongos. Las bacterias, difícil de cuantificar. El escarabajo pelotero, uno de esos componentes, es un rápido y eficaz reciclador que lleva durante largas distancias bolas de estiércol diseñadas por el mismo para nutrir a sus larvas y de paso al suelo que habita mediante microorganismos incluidos en dichas bolas. No dejéis de ver este maravilloso video de como trabajan estos coleópteros.

imagesección de  suelo con organismos descomponedores 

Podría este eficaz proceso ser transferido a escala humana?. Una de las claves, hay muchas, es el empleo de un tipo de material, el biológico, en los procesos industriales ya que los problemas de la química de la descomposición ya han sido resueltos por la Naturaleza. Así parece que lo ha entendido el proyecto ABLE “Del cartón al caviar” que en sus ya 12 años de andadura, continúan sus éxitos. La base es la siguiente: el cartón se recolecta de numerosos negocios y se transforma la celulosa en material para los lechos de las camas de los caballos, donde acumulara heces y pelo. Este material una vez se descarta, se aloja en tanques de producción de lombrices que compostan los restos. Los excedentes de lombrices se emplean como alimento vivo para la producción de esturiones que se genera como carne y algunos ejemplares maduraran hasta producir caviar. Cuantos más niveles se imbrican en el proceso, más gente podrá emplear toda la energía del proceso ampliando los beneficios y la resiliencia del proceso.

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Del cartón al caviar -close loop system- |creación propia|

Pocos son aún los negocios que siguen estos procesos (Kalundborg, Ecover en Mallorca, cerveceras,…) entre otras cosas porque muchos de nuestros materiales son biológicamente inertes debido a la introducción durante su manufactura de enlaces altamente energéticos desarrollados a elevadas temperaturas. Los materiales biológicos han evolucionado para poder ser reciclados y sus moléculas estabilizadas mediante enlaces que son suficientemente resistentes para su cometido específico así como a una temperatura y función mecánica determinada. Por tanto las proteínas de la mayoría de los animales empiezan a mostrar signos de rotura a 45C salvo aquellos que viven en las fumarolas o chimeneas oceánicas, que soportan muy altas temperaturas. Esto viene a decir que menos energía se requiere para digerir el material en los procesos digestivos y por tanto más energía disponible para otros aspectos como la búsqueda de alimento o la reproducción. Los materiales biológicos así como los procesos y las estructuras, son jerárquicos, es decir que se ensamblan desde un nivel molecular hacia otro mas complejo (post up·down). En estos casos las únicas fuerzas disponibles son las intermoleculares, que comparadas con los métodos industriales son muchos más débiles y de menor rango. Los ingenieros o arquitectos se pueden plantear la pregunta de porque es así y cual es el papel. Pero esa no es la cuestión pues los organismos emplean la jerarquía como única via posible para alcanzar estructuras más complejas de un modo intrínseco. Por ejemplo la rigidez o la fortaleza nada tiene que ver con el tamaño de sus componentes individualizados, si no mas bien en las cantidades y en las interacciones entre las fibras o los cristales que lo componen. En cambio en la resistencia a la fractura, especialmente en un material rígido, depende de modo relevante en la forma y el tamaño en cuyo caso las relaciones jerárquicas son significativas. Así areas o capas más blandas que el resto pueden afectar en gran medida al fallo de sus propiedades alargando  en el tiempo o evitando posibles futuras fracturas. Esto lo ha estudiado de modo sobresaliente el Dr Claus Matteck y lo muestra por ejemplo en su publicación Thinking Tools After Nature de fácil comprensión.

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algunas imágenes de triángulos de tensión analizados en la Naturaleza por C.Matteck 

Algunas especies de moluscos bivalvos como Haliotis spp.pueden construir sus conchas protectoras en agua de mar, a bajas temperaturas mediante materiales locales abundantes. Estas conchas llegan a ser 3.000 veces más fuertes que sus componentes que a su vez son 200% más fuertes que nuestros materiales cerámicos más duros de alta tecnología. Estos maestros constructores depositan capas elásticas de material orgánico proteíco entre el carbonato de calcio inorgánico rígido tipo “ladrillo y mortero” a una escala nanometrica que le proporciona una resistencia extraordinarias. Esto sin duda marca un cambio de rumbo en la ingeniería, la arquitectura, o el propio diseño así como en la fabricación de nuevos materiales ya que en un futuro las condiciones ambientales marcarán las decisiones y estos se adaptarán, responderán e incluso evolucionarán en función de un ambiente cambiante, en una mezcla de tecnología, física y biología. Pero esta es una proyección humana. En la naturaleza, no hay “arriba” o “abajo”, y no hay jerarquías. Sólo hay redes que anidan dentro de otras redes. Podeis profundizar mas en la materia una vez más con Tom McGeag que nos ilustra en su reciente artículo sobre las estructuras jerárquicas en la arquitectura, los materiales, la medicina y por supuesto el diseño.

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El bosque como sistema

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Visión tradicional y biomimética en torno a la Naturaleza. Manuel Quirós

Los árboles, figuras que buscan la luz del sol forman bosques, pilares de la Vida en la Tierra que una vez hace mas de 200.000 años nos acogieron antes de evolucionar hacia el bipedalismo. Liberan oxígeno y capturan CO2 en silencio y súper eficazmente, son verdaderos guardianes de la biodiversidad albergando mas un tercio de los organismos. Fabrican aire puro, generan energia solar, hacen tierra nueva y viva y la mantienen para que el aire y el agua no la disgreguen. Hacen manar manantiales, arroyos y ríos, respiran la niebla, atrayendo al agua del cielo para que se pose suavemente en sus copas y ofrecen sus frutos sin preocuparse de quién los recogerá. Los árboles son nuestro verdadero hogar y realizan servicios vitales para la vida en la Tierra. Las aves tienen un rol fundamental funcionando como sus alas, ayudando a sembrar semillas lejos de sus troncos, creando nuevos paisajes como hace el arrendajo y otras muchas aves frugívoras. Algunos insectos polinizadores también aseguran su descendencia fecundando las flores para que críen semillas abundantes, sanas y carnosas mediante frutos dulces y jugosos para alimentar a los pájaros, para que éstos siembren, para que el bosque recomience. La intima relación con el micelio fúngico y las raíces de los árboles con la trasferencia mágica de nutrientes, agua, vitaminas es global pues cada árbol posee una red y cada bosque la suya, por lo que hace crecer al organismo mas grande del planeta. La coexistencia evolutiva o coevolución, entre las flores y las especies polinizadoras fue una estrategia muy reciente, apenas posterior a la aparición de las aves, pues la competencia por dominar la tierra firme continua hoy en la actualidad. Continuando con los colaboradores de los bosques, los roedores aclaran las siembras demasiado espesas, alejando bellotas y frutos del árbol madre para que puedan germinar.  Algunos carnívoros como el lobo tienen una importante responsabilidad pues funcionan como sus patas controlando a roedores, ciervos y otros herviboros para que no acaben con todos los nuevos brotes y los retoños, modificando el paisaje incluido el cauce de los ríos… No dejes de ver este maravilloso mini video de 4 minutos. Gracias a esta correlación multiorgánica, los bosques representan los ecosistemas terrestres mas extensos cubriendo mas del 30% del planeta.

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Sequoia y algunas de las especies dependientes. fotos National Geographic. Web de Muir que ilustra la complejidad de las relaciones entre organismos vivos -cada extremo representa una especie-.

La visión biomimética sobre aprender de la Naturaleza y no tan solo sobre ella, abre unas perspectivas nuevas y profundas. Hemos de asumir que como especie no nos estamos ajustando a las leyes naturales y nos alejamos de ese ancestral proverbio indio “la Tierra no es nuestra, se la tomamos prestada de nuestros hijos…”. Un árbol pues ya no es solo madera, útil para una industria, un recurso alimenticio o farmaceutico. Los servicios de los bosques mas allá de su utilidad antropocéntrica, son numerosos y valiosísimos pues entre otras muchas razones, no tenemos sustitutos viables. La tecnología, creerme, está muy lejos de ser una posible sustituta de la Naturaleza. Pero como estamos anestesiados, entumecidos y maravillados por la tecnología, creemos, estamos convencidos de que no pasa nada. Hemos de reconectarnos al mundo natural, al que pertenecemos.

Os invito a esta pequeña presentación que impartí a diseñadores en un intento de que ampliaran la mirada clásica, algo mas poética e intrínseca sobre los valores de los bosques.

Hemos olvidado porque amamos a los arboles aunque algunos los abrazamos, y es que en un cierto momento de la evolución, decidimos bajar de ellos en busca de mas y nuevas oportunidades de éxito en la Tierra. Pero ese antiguo recuerdo homínido, permanece en nosotros como especie animal, en nuestra memoria antigua, lo que conocemos como biofilia (ver post). Lo que ocurre es que lo hemos olvidado. Hace cuanto no caminas descalzo sobre una superficie no tocada o diseñada por el Hombre?… Cada día desde hace años aparecen recursos para aprender e ir entendiendo la necesidad de esa re-conexión con la Naturaleza, como El bosque habitado de Radio 3 de RNE que no os dejará indiferentes, aquí podeis acceder a los podcasts. Una vez mas la radio televisión pública en el lugar que se merece. O 22 razones por las que los árboles en las ciudades nos resultan imprescindibles, aunque seguro que se olvidan una cuantas mas… El estudio de arquitectura HOK ha publicado un interesante informe sobre los biomas y su bioinspiración hacia el mundo de la arquitectura, aunque me quedo con el trabajo de Claus Matteck Thinking Tools after Nature, ideal para el pensamiento ingeniería bioinspirado. En otro orden cultural, imprescindible el trabajo de Thomas Pakenham, Arboles excepcionales del mundo  en el que contemplaréis bellísimas imágenes de majestusos ejemplares longevos resilientes… pero de esto hablaremos en otra ocasión….

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imagen de concienciaeco.com

No os perdáis este minivideo inspirador del ciclo anual de un bosque…mágico, cíclico, eterno…

Es viernes por la noche…debería estar con una cerveza fresca en vez de tecleando, pero la llamada natural es fuertemente adictiva…

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De abajo a arriba

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Uno de los Principios de la Vida (enlace al post 21 nov) es este que nos refleja como las “cosas” pequeñas influyen. Los primeros debates en torno a la evolución se centraban en la horripilante noción de que los humanos y los monos compartíamos un antepasado común. La idea de Charles Darwin llevaba consigo implicaciones mas radicales aún. Cada individuo es una colonia de formas mas pequeñas (células) las cuales a su vez están formadas por partes aún menores no vivas. Fascinante. Mas allá, estas  partes mas pequeñas fueron las que primigeniamente se desarrollaron en nuestra historia evolutiva. Ocasionalmente iban siendo incorporadas útilmente y tras largos períodos de tiempo se ensamblaban en organismos multicelulares. Nuestros ancestros eran microscópicos, criaturas retorcidas, serpenteantes, similares a lo que hoy denominamos bacterias. Estos ancestros fueron pedazos de moléculas auto-replicativas. Mucho antes de que las primeras plantas o animales aparecieran en el planeta, las bacterias inventaron la totalidad de la química esencial de la vida. Ellas transformaron la atmósfera terrestre, desarrollaron el camino de convertir la luz solar en energía, evolucionaron los primeros sistemas bioelectricos, crearon el sexo y la locomoción, elaboraron  la maquinaria genética, fusionándose y organizándose hacia nuevas y mayores colectividades. Pura y clara innovación y creatividad de los que debemos estar mas que orgullosos.

Dada la complejidad de las tareas anteriormente enumeradas, podemos entender el porqué de la “tardanza” en la aparición del primer organismo multicelular. Nosotros por tanto, existimos por la elaboración corporativa de comunidades compuestas de células construidas con los logros de antepasados ​​unicelulares (bottom up). La construcción de la vida de abajo a arriba sugiere una dirección evolutiva que va de lo simple (sencillo) a lo complejo. Esto, sin embargo es solo parte de la historia. A medida que los organismos multicelulares evolucionaban, ellos creaban nuevos medios para las ya existentes criaturas sencillas. Por ejemplo, la bacteria unicelular residente en el tracto digestivo de todos los animales conviven en una mutua evolución con estos huéspedes mayores a los que le proporcionan un ecosistema inóspito para ser colonizado por otros posibles organismos patógenos y produciendo ademas sustancias como las vitaminas. Las bacterias también proporcionan poderosas sustancias enzimaticas que ayudan  a “romper” moléculas para ayudar en la digestión. Por tanto parece mas que evidente que los ancestros de estos útiles microbios existieran antes que los animales, pero sus huespedes contribuyeron a su posterior evolución. Hoy sabemos que las bacterias en nuestro cuerpo tienen un rol fundamental calculándose que su peso puede oscilar en mas de 2 Kg de nuestra masa corporal, en lo que algunos científicos llegan ya a definir como un órganos mas.

Pequeñas comunidades de células, como las que tenemos en la lengua, trabajan conjuntamente como ejércitos especializados. Crean una estructura única conectada directamente con el cerebro permitiéndonos saborear todo lo que nos rodea. Los bultitos de la superficie, denominadas papilas contienen escudos de aproximadamente 50 células agrupadas.

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El coral, uno de los organismos vivos mas grandes, empieza su crecimiento a partir de un solo individuo que se ensambla en una orquesta de diferentes especies. Se inicia con pólipos individuales ensamblados en comunidades que incorporan algas que viven dentro de los pólipos. Van creciendo, desarrollando una compleja comunidad que finalmente da sentido a todo un enorme ecosistema repleto de biodiversidad. O la esponja, sin duda una de las corporaciones mas simples. Sus células funcionan como un grupo cooperativo de indivíduos. Pueden tener entre 8 y 10 tipos diferentes de células que cooperan para mantener un flujo constante de agua, atrapar alimento, crear fibras y estructuras minerales, transportar nutrientes y eliminar residuos. Debido a esta simplicidad, las esponjas se regeneran rápido. Corta en pedazos una esponja y esta se regenerara a partir de cada trozo en nuevos individuos. La Naturaleza  funciona bajo este principio fundamental.

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imagen de coral-esponja y estructura

Aplicar este Principios de Vida (PV) a escala humana no es complicado pero requiere visión. Por ejemplo las ciudades actuales crecen de una manera orgánica pero desiquilibrada y desordenada en donde los recursos no se reparten equitativamente o se invierten enormes esfuerzos donde el crecimiento no va de la mano del desarrollo.  Se requieren plataformas que emerjan desde abajo, desde la necesidad del propio ciudadano y no desde las instituciones que van atadas a lo impuesto por el cortoplacismo y miopía empresarial. De este modo surgen suburbios, zonas de exclusión social y enormes diferencias entre barrios. Las ciudades tiene que desarrollar eficiencia y sostenibilidad ante el nuevo modelo que tenemos que crear y que evolucione teniendo en cuenta la complejidad y el nuevo escenario. Mas del 70% de la población mundial viviremos en ciudades para el 2050 y la energía, el transporte, la gestión de resíduos, etc tiene que cambiar de modo radical. Las denominadas transition town, en España tenemos ya algúnos ejemplos, smart city, son casos claros que muestran el cambio hacia esa tendencia. Las empresas también están empezando a incorporar este principio como la internacional Inteface Floor (la mayor empresa de moquetas |post 8 agosto|) que ha cambiado su manera de instalar para sus clientes pasando a unidades (tac-tiles) que forman un todo modular. Además su producto pasa a ser un servicio en donde el material ha de ser longevo, reciclable, facilmente reparable (transcición de producto a servicio), bajo una perspectiva sistémica y de menos a mas respondiendo coordinadamente con el contexto cambiante. Este modelo también conocido como de enjambre ha impulsado la propia inteligencia artificial o la robótica y las telecomunicaciones en pro de la eficiencia energética como es el caso de REGEN Energy de Toronto, Canada, empresa que mediante algoritmos inspirados en las abejas, logran reducir hasta un 30% el consumo generado durante los picos de demanda energética a tiempo real y sin gastos y emisiones por tanto innecesarios. ¿La razón para un cambio?. Simple y sencilla. Funciona.

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modelo de ciudad actual (gei=gases efecto invernadero)

Dentro del campo del diseño, Bespoke Innovations de San Francisco, California, es simplemente maravillosa donde tomando la base del crecimiento célular de los huesos, de menos a mas, llegan a diseñar y customizar prótesis externas o extremidades artificiales bajo una nueva y rompedora forma de hacerlo. Como todas las estructuras vivas se construyen de menos a mas hacia una forma más grande y compleja. Los osteocitos, englobados en los osteonas y éstos formados por laminillas óseas concéntricas rodean a diminutos vasos sanguíneos y sus nervios. Al igual que los alambres en un cable de acero, estos osteonas se agrupan para lograr una fuerza mucho mayor que la de los componentes individuales y aislados. Alrededor de este hueso cortical vemos el periostio, una membrana fibrosa y delgada que sirve de anclaje a los tendones, ligamentos y nutre al hueso asistiéndole cuando requiera reparación. Está conectado con el núcleo de la médula por medio de diminutos canales llenos de vasos sanguíneos. La evolución solucionó un problema complicado: ¿Cómo hacer que las articulaciones hagan su función mientras que la parte central del hueso sigue creciendo?. La respuesta es crecer detrás de los extremos del hueso, que casi no cambian. A los 18 años edad en la que el crecimiento se para, esta placa epifisaria se osifica integrándose a la parte media del hueso, y formando una protuberancia que sobresale en ambos extremos del mismo. Simplemente genial. No te pierdas el video de Aime Mullins y sus 12 pares de piernas…!.

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imágenes de las empresas mencionadas: Regen y Bespoke

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Biomimesis y moda textil

La bioinspiración es paralela al Hombre desde que los primeros homínidos ya pintaran a la fauna que les acompañaba, hace mas de 40.000 años. La Naturaleza ha estado presente de modo constante en muchos de los ámbitos culturales del desarrollo de la humanidad y el diseño textil no ha sido ajeno a ello. El propio plumaje de las aves como adornos, la piel de mamíferos, colmillos, huesos, etc han formado parte y continúan formando inspiración en el diseñador de antes y en el actual.

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Pero mi aproximación durante el seminario que acabo de impartir a alumnos de último año de Moda va mas allá de la forma. El diseño ha de incorporar en la actualidad lo que hemos denominado “complejidad”. El sector es en sí complejo, además de local y global. Al analizar en un sencillo ejercicio, el ACV (análisis de ciclo de vida) de un producto o servicio, (refresca tu memoria en este artículo publicado “5 Reinos”) vemos los enormes impactos glocales (globales/locales) que el sector está realizando ahora mismo. Algunas empresas como Interface, Puma, H&M o Inditex ya están empezando a entender que sin Naturaleza no hay negocio (No nature, No business -video de la autora Amy Larkin del libro Environmental Debt). Otras como Patagonia, llevan casi 30 años en ello: bueno para la naturaleza, viable para las empresas y  beneficioso para las personas.

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Hoy la moda supera el 18% del sector industrial. Junto con la energía y la alimentación son los 3 sectores que la civilización emplea diariamente. Los dos últimos ya llevan una andadura hacia el desarrollo sostenible mediante la agricultura orgánica, el slow food por ejemplo, mientras que las energías renovables y la eficiencia energética como valores a potenciar. En cambio la moda aún no ha calado desde la perspectiva de la producción hasta en la etapa final de su eliminación y procesado, pasando por el consumidor. Ciertamente cuando nos vestimos , siguiendo el estilo de cada uno, no vemos lo que hay tras el perchero, la tecnología tras el corte, la fibra detrás de la tela, la tierra soportando la planta y las personas en la tierra… Complejidad frente a simplicidad. La moda es un sector complejo que requiere de mas de 400.000 millones de litros de agua anuales mucha de ella subterránea (agua fósil no renovable). Apenas empezamos a estudiar el verdadero impacto que conllevan las decisiones que tomamos sobre la ropa. La Naturaleza nos muestra que el concepto de basura no existe y que todo resíduo es considerado un recurso valioso. Ese es el camino.

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El alumno de moda ha de analizar este escenario como una oportunidad, como una estrategia para el cambio que necesitamos acometer. Además numerosos informes apuntan a que hay un cambio de tendencia en el consumidor que ve con bueno ojos lo relacionado con la protección ambiental en un producto y que llegaría a pagar mas por ellos.

Sin duda el siglo XXI tiene que consolidarse la reconciliación entre la estética y la ética como una prioridad para el diseñador sea del sector que sea. La funcionalidad conforma el ADN del nuevo diseño que necesitamos. INDEX, nos muestra el camino en una de sus premiaciones del año 2011 donde conectan la protección (ver post relacionado) mediante un casco invisible y el sector de la moda textil (click corto video en la imagen). Desarrollo de conexiones entre aspectos alejados, pura creatividad) y además salvando vidas y lesiones graves. El ciclista ante la obligatoriedad del empleo del caso, decide dejarla aparcada. Una vez mas biomimesis en acción mediante la colaboración (diseñadores, ingenieros, ciclistas, empresarios,…) en un tema que la naturaleza domina por doble acción: la protección y la no competitividad.

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El alumno de moda no percibe el cambio que el diseño esta tomando estos días. Diseño para un propósito; Diseño para mejorar la vida; Diseño para el cambioThink big, act small, System Design Thinking, Service Design, … son algunos lemas del cambio que se está desarrollando. El cambio es complejo y hace alejarse al novato, al no iniciado. El escenario empieza a mostrar signos de cambio pero el entorno, la cultura, la tribu no ayuda demasiado por lo que la actitud personal juega un papel fundamental. Todo un camino que recorrer.

Comparto con vosotros la totalidad del seminario y poder ampliar la aproximación en la temática entendiendo así la necesidad de promover el cambio para avanzar hacia el desarrollo sostenible.

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