La inteligencia de la naturaleza, al servicio del ser humano

«Ya lo dijo Aristóteles, 'la naturaleza no hace nada en vano'. Así pues, copiar lo que ella hace es apostar a ganador, ya que con casi cuatro billones de años de experiencia, entre diez y treinta millones de especies animales y vegetales bien adaptadas, y un laboratorio de 500 millones de kilómetros cuadrados, ha encontrado soluciones a infinidad de problemas», afirma Arrondo (Donostia 1944), perito industrial, socio de Aranzadi, micólogo, miembro de la Sociedad Oceanográfica de Guipúzcoa, investigador de heráldica...

El radar, resultado del estudio sobre los murciélagos, o el sonar, su versión submarina, que imita la ecolocalización de los delfines o el diseño de los 'trenes bala' basados en los colibríes son solo algunos de los casos recogidos en el trabajo. Pero los ejemplos son interminables, tantos que, según afirma el autor del volumen, permitirían escribir una gran enciclopedia. «Sin embargo, en mi caso he pretendido elaborar una sencilla obra divulgadora, para presentar esta nueva ciencia, que se denomina biomimética y que estudia los procesos y diseños de la naturaleza para después imitarlos y servir como solución a los problemas del hombre».

Fue en 1958 cuando Jack Steel, comandante de la US Air Force, propuso el nombre de biónica como la fusión de Biología y Electrónica, para designar a la ciencia de los sistemas artificiales que tiene un funcionamiento copiado de los sistemas naturales. «Nueve años más tarde, el científico Otto H. Schmitt, amplió el concepto y acuñó el término biomimética. No obstante existen antecedentes históricos previos, como por ejemplo el del insuperable Leonardo da Vinci, que de forma empírica ya practicaba esta disciplina, pues sus máquinas voladoras y sus barcos, muestran un claro referente biológico», señala Arrondo.

El papel, clave

Entre los grandes avances inspirados en la naturaleza hay inventos tan sorprendentes como la hélice cónica, la ventosa, el martillo neumático, la propulsión a chorro, la bomba aspiradora, la turbina eólica, los engranajes, el telescopio, el hidrófono... o el papel. Nadie, por ejemplo, imagina hoy un mundo sin papel. ¿Pero cuál es su origen? Según Arrondo, los chinos ya lo fabricaban en el siglo II después de Cristo, a partir de los residuos de la seda, la paja de arroz, la fibra de bambú, el cáñamo, e incluso del algodón. Tradicionalmente se considera a Ts,ai Lun, como el primer humano que inventó y comenzó la producción a gran escala del papel. «Pero el ingenioso Ts,ai Lun, no fue el auténtico inventor del papel, sino que se inspiró en las avispas del género 'Polistes', y copió de ellas su forma de elaborar sus nidos».

Arrondo afirma que son vulgarmente conocidas como 'avispas papeleras'. Mastican fibras de la madera muerta para formar una pasta, ayudadas por las secreciones salivales y producen un proceso de pulpación natural, con lo cual elaboran un nido de papel o cartón con celdillas hexagonales. Y este fue el proceso que copió Ts, ai Lun para la elaboración del papel», afirma.

El tornillo sinfín

Qué hubiera sido de la industria o la minería sin el 'tornillo de Arquímides', una herramienta utilizada para la elevación de aguas, cereales o material excavado. Fue inventado en el siglo III a. C. Ernesto Arrondo desvela en qué especie se fijó el inventor, físico y matemático griego para crear su famoso sistema. Cuenta la tradición que el sabio se basó en el estudio de las 'Turritella', un gasterópodo marino muy abundante en su Sicilia natal. «Tanta es la cantidad de individuos de este género de molusco en zonas mediterráneas que son denominadas 'fondos de Turritella'. Observando una delgada, alargada y puntiaguda Turritella se constata que está esculpida por numerosas vueltas en espiral alrededor de un eje. Si giramos la concha sobre sí misma, obtendremos un tornillo sinfín».

El martillo neumático

Fue otro de los grandes avances que aportó el siglo XIX. Charles Brady King patentó el martillo neumático el 30 de enero de 1894. «Lo que no sabía el prolífico inventor estadounidense, es que su invento estaba patentado ya por la naturaleza», señala Ernesto Arrondo.

Entonces, ¿quién fue el auténtico creador de este escandaloso aparato? Pues, el artífice fue un «raro y estrafalario» arácnido. «Su nombre científico 'Gluvia dorsalis', conocidos comúnmente como arañas camello, uno de los más extraños seres con los que podemos encontrarnos». Las pautas de comportamiento de estos individuos son «realmente curiosas, pero la que más nos interesa es la relativa a su adelanto en milenios al ingeniero americano C.B. King. En concreto, la hembra de 'Gluvia dorsalis', fecundada por el macho en época estival, comienza a construir una galería en la tierra: su nido. Sus desproporcionados quelíceros, unas piezas bucales, se transforman en verdaderas palas excavadoras y poco a poco va abriendo el túnel donde depositara su carga de huevos. Bajo tierra agranda la cámara de cría hasta conseguir el tamaño adecuado.

Para asegurar la base y las paredes de su nido, pone en marcha una peculiar técnica. Agarra con su boca una dura piedrecita, y con movimientos vibratorios bruscos, como si se tratara de un martillo neumático, apelmaza la tierra. «El arácnido, no patentó su técnica, pero es obvio que se trataba del principio técnico del martillo neumático», señala Arrondo.

El colibrí-bala

El estudio desvela asimismo los entresijos del diseño de los vertiginosos trenes bala de Japón que, según explica, están inspirados en una pequeña ave, el Martín pescador. «Estos trenes tenían un grave hándicap: el ruido. Los primeros prototipos, debido a su forma ovalada, provocaban a la salida de los túneles lo que se conoce como el 'boom del túnel', una explosión sonora que genera un ruido atronador. Como quiera que Japón es un país estricto en materia de contaminación acústica se convirtió en un grave problema».

Varios ingenieros abordaron este aspecto, aunque fue Eiji Nakatsu, aficionado a la ornitología, quien encontró la solución. «Mientras pensaba cómo resolver el problema se preguntó si había algún ser vivo que se enfrentara a súbitos cambios en la resistencia del aire. Y encontró la respuesta en el Martín pescador. Para zambullirse con mayor precisión y rapidez, esta ave adopta una aerodinámica que reduce al máximo la fricción con el agua, cuyo zambullido es tan aerodinámico que no causa ruido. Esto es posible gracias a la forma de su pico que reduce la fricción», explica Arrondo. Así, Nakatsu diseñó la punta del tren bala como el pico de esta ave y logró reducir de forma significativa el ruido y «sin esperarlo» consiguió además que el transporte fuera un 10% más veloz y se redujo el consumo eléctrico un 15%.

La fauna marina asimismo está en el origen de no pocos ingenios. La morfología de las aletas pectorales de las ballenas Yubartas han sido aplicadas al diseño de turbinas eólicas. ¿Y qué decir de los trajes de los nadadores de alta competición. La marca Speedo revolucionó este campo. Lo hizo después de fijarse en el tiburón. ¿Pero qué tienen de especial los escualos? «Su piel. Posee millones de escamas microscópicas, dentadas con pequeñas costillas -crestas en forma de V- que canalizan el agua, permitiendo que a través de los microsurcos de su piel pase de forma rápida y eficaz. De esta forma, se reduce la fricción en el agua».