A lo largo de la historia, la naturaleza ha resuelto muchos de los problemas elementales a los que se enfrentan los ingenieros modernos. La biomimética es una rama de la ciencia que se encarga de buscar y emular esas soluciones naturales a los complejos retos humanos y de ingeniería. A continuación, te mostramos cinco casos en los que los ingenieros de automóviles se inspiran en la madre naturaleza para encontrar soluciones que mejoren la movilidad moderna.
Los ingenieros que buscan soluciones en la naturaleza empiezan por definir el alcance de su proyecto y catalogar las funciones que lo componen. A partir de esta lista, se pueden identificar modelos biológicos de los que extraer principios de diseño en busca de una verdadera solución biomimética.
Las patas de la gamba mantis
Uno de estos análisis condujo a la búsqueda de un material excepcionalmente ligero y resistente, capaz de disipar la energía con eficacia. Esa búsqueda descubrió un tipo de gamba mantis que ha desarrollado unas patas con los que aporrea los exoesqueletos de sus presas. Estas patas están formadas por simples minerales calcificados, pero su novedosa estructura les confiere fuerza.
Las fibras lineales paralelas se disponen en capas, cada una de ellas ligeramente inclinada con respecto a las capas superior e inferior, formando una estructura especialmente resistente y ligera llamada helicoide. En la actualidad, Helicoid Industries trabaja para comercializar esta maravilla de la naturaleza y utilizarla en todo tipo de productos, desde artículos deportivos como cascos hasta palas de aerogeneradores, pasando por numerosas aplicaciones potenciales en automoción.
Inyectores naturales
Gojo, fabricante de dispensadores de jabón desinfectante para manos, quería reducir a la mitad el consumo de energía de sus unidades de pared alimentadas por pilas, así que estudió una amplia gama de seres vivos que escupen líquidos, como la cobra, el calamar, la mofeta, el escarabajo rove y el pez arquero.
Cualquiera de estos podría algún día indicar el camino hacia un inyector de parabrisas, un limpiador con sensor ADAS o un dispensador de perfume para interiores más eficiente. En el caso de Gojo, las cámaras ventriculares del corazón humano, con sus válvulas de flujo unidireccional, inspiraron el diseño ganador.
Tracción natural
La Universidad de Akron, en Ohio, Estados Unidos, dirige un Centro de Investigación e Innovación en Biomímesis que ha estudiado el recubrimiento superficial fibrilar, nanoscópico, similar a un pelo, que permite a las patas de un geco desplazarse con seguridad por superficies mojadas. También ha identificado el tamaño y la forma de las papilas, o protuberancias redondas, que permiten a los pies de un oso polar agarrarse al hielo mucho mejor que sus primos, el oso negro o el oso pardo, cuyas papilas son más cortas.
El equipo ha identificado variaciones en los compuestos adhesivos que recubren las telarañas para atrapar y retener a los insectos voladores y cómo esos materiales varían en función de los distintos niveles de humedad relativa. Incluso se ha aislado el material que utilizan los mejillones para adherirse a las rocas (3,4-dihidroxifenilalanina o DOPA).
Juncos sintéticos silenciosos, otro de los casos en los que los ingenieros de automóviles se inspiran en la naturaleza
La búsqueda de un amortiguador del ruido en la naturaleza llevó a la NASA hasta los juncos de los pantanos, después de que la Universidad de Liverpool propusiera plantarlos como barrera natural y sostenible contra el ruido de las carreteras. Los ingenieros del Centro de Investigación Glenn de la NASA en Cleveland, Estados Unidos, han propuesto un material Bioliner compuesto de juncos sintéticos.
Estos juncos sintéticos demostraron tener la misma eficacia que los naturales para bloquear el ruido entre los 500 y 1.000 Hz. Ambos bloquean más el ruido en esta gama de frecuencia que los amortiguadores de melamina y compuestos de nido de abeja que se utilizan actualmente, aunque son ligeramente menos eficaces a frecuencias más altas. Esta solución biomimética podría amortiguar el ruido de la carretera o de los neumáticos en el futuro.
Helechos que reducen la fricción
El fenómeno que permite a las hojas del helecho Salvinia flotar en el agua es una curiosa capa de pelos microscópicos con forma de pequeñas batidoras. Sus ejes y batidores son extremadamente hidrófobos (repelen el agua), mientras que los extremos de los batidores son hidrófilos (atraen el agua). Este fenómeno atrapa una capa de aire bajo una superficie continua de agua que actúa como un muelle de aire.
El proyecto Aircoat, financiado por la Unión Europea, ha desarrollado un revestimiento sintético que imita este fenómeno y lo demostró en un buque mercante a finales de 2021, reduciendo tanto la fricción (el consumo de combustible podría bajar hasta un 40%) como el ruido transmitido al agua.
Fuente: Motor Trend.
