Biomimética: innovación inspirada en el desierto
Por Felipe Sánchez
Saltillo, Coahuila. 26 de junio de 2017 (Agencia Informativa Conacyt).- Científicos del Departamento de Materiales Avanzados del Centro de Investigación en Química Aplicada (CIQA) desarrollan proyectos de investigación e innovación bajo el concepto de biomimética, tomando como referencia al medioambiente del semidesierto coahuilense.
La biomimética comprende la filosofía de imitar a la naturaleza en sus procesos y diseños, en aplicaciones y desarrollos tecnológicos para la solución de problemas que afectan a la sociedad. A pesar que la biomimética existe desde hace siglos, su concepto hasta ahora está tomando relevancia en diversos campos de las ciencias.
En el marco de la Feria Internacional del Libro en Arteaga (FILA) 2017 y en entrevista para la Agencia Informativa Conacyt, el doctor Carlos José Espinoza González, investigador del Departamento de Materiales Avanzados, dentro del grupo de investigación Sonomimetikos del CIQA, profundiza en el concepto de biomimética, su importancia y explica proyectos relacionados que actualmente se desarrollan en colaboración con otros centros Conacyt, a partir de la biodiversidad de las zonas áridas de México.
Agencia Informativa Conacyt (AIC): ¿Qué es la biomimética?
Carlos José Espinoza González (CJEG): Es una rama de la ciencia que se enfoca en descubrir y descifrar los modelos de la naturaleza (diseño, procesos y estrategias), para luego tratar de imitarlos o emularlos para desarrollar diferentes aplicaciones que tengan como enfoque la resolución de problemas nacionales y globales.
AIC: ¿Desde cuándo surge la biomimética?
CJEG: Realmente la biomimética existe desde hace muchos años, desde la época, por ejemplo de Leonardo da Vinci que era un gran escultor, pintor, inventor, etcétera, ya él imitaba la naturaleza en sus modelos y diseños. Da Vinci era muy caracterizado por la realización de inventos, maquinaria, que estaban inspirados en la naturaleza. Por ejemplo, realizó muchos prototipos de aeronaves inspirados en el murciélago. Hoy en día, después de 500 años, aún deslumbran los nuevos diseños de aeronaves inspirados en la naturaleza, como es el caso del Airbus Beluga, inspirado en una especie del delfín del ártico conocido como beluga.
Dr. Carlos Espinoza González.La biomimética hoy se ve como una ciencia, pero es algo que se practica de forma natural desde hace muchos años; ver la naturaleza, ver cómo funciona y tratar de imitarla para resolver problemas. Hoy se está constituyendo como una ciencia, se están desarrollando diversos esfuerzos para poder definirla como tal, cursos y cátedras en ese aspecto porque es una parte importante que nos ayuda a resolver muchos problemas que enfrentamos actualmente.
AIC: ¿Cuál es la importancia científica de la biomimética?
CJEG: Es importante por todo lo que enfrentamos actualmente, el hombre ha tratado de resolver muchos problemas que nos aquejan de una forma no efectiva, no eficiente. Por ejemplo, generamos muchos desperdicios de las cosas que consumimos, pero la naturaleza lo hace al revés. Es decir, a partir de los desechos se construye la materia y todo lo que se desecha se aprovecha para generaciones futuras. Entonces, este cambio de filosofía es la que hay que tratar de emular, tratar de aplicarla a la manera en que nosotros actualmente resolvemos nuestros problemas.
AIC: ¿Cuál es el proceso para desarrollar la biomimética?
CJEG: Existen principalmente dos caminos para aplicar la biomimética. La primera forma es pasando el conocimiento de la biología al diseño. Una forma empírica de hacerlo es a través de la observación de la naturaleza y sobre cómo los sistemas biológicos interactúan con su entorno para posteriormente tratar de descifrar cómo lo hace, es decir, ya incluir aspectos científicos sobre los procesos y mecanismos. El entendimiento de estos procesos y mecanismos nos va a llevar a plantear nuevas ideas y aplicaciones.
El segundo camino es ir de la necesidad, reto o aplicación a la biología. Es decir, podemos partir de un problema que necesitamos resolver y luego fijarnos en una base de datos u observación, qué sistema lo resuelve y tratar de emular esa estrategia, se están definiendo los procesos para esto. Existe una base de datos de las funciones y estrategias que los sistemas biológicos han desarrollado para poder adaptarse, sobrevivir y evolucionar en el entorno en el cual viven. Estas estrategias pueden después ser emuladas para poder resolver problemas. La base de datos se puede consultar en asknature.org, y es una iniciativa del Biomimicry Institute.
AIC: ¿Qué proyectos desarrollan en el CIQA sobre biomimética?
CJEG: Se tiene un grupo de investigadores del Departamento de Materiales Avanzados, que desde hace varios años han venido generando desarrollos sobre biomimética. El doctor Jorge Romero García y el doctor Antonio Ledezma Pérez han venido trabajando sobre la síntesis biomimética de polímeros. Decidimos ampliar el área de investigación y enfocarnos a temáticas que englobarán el estudio del desierto coahuilense y toda su biodiversidad para tratar de tomar estrategias que puedan ser replicadas para la solución de problemas.
Actualmente estamos trabajando en un proyecto Conacyt de la convocatoria de problemas nacionales 2014, sobre fertilizantes encapsulados, en atención a los ejes prioritarios de seguridad alimentaria, protección y aprovechamiento de la biodiversidad. Este proyecto es liderado por la doctora Claudia Anahí Pérez Torres, perteneciente a la Red de Estudios Moleculares Avanzados del Instituto de Ecología (Inecol), institución con la que hemos construido una estrecha colaboración.
En este proyecto estamos desarrollando sistemas encapsulados empleando materiales que son generados en el desierto mexicano y que son de interés comercial. Por ejemplo, estamos trabajando con la cera de candelilla en el desarrollo de sistemas encapsulados, en donde estamos tratando de imitar sus funciones fisiológicas para la protección y liberación de nutrientes.
Hay algunos desarrollos que hemos logrado, de los cuales ya se están preparando solicitudes de patente, mismas que han ayudado a ampliar las aplicaciones de este material ícono del desierto mexicano. En este sentido, estos nuevos desarrollos nos han permitido proponer nuevas aplicaciones en el área de materiales de almacenamiento de energía, del que ya se tiene aprobado un proyecto con fondo estatal para desarrollarlo este año. Pueden visitar nuestra página web del grupo, para conocer más las líneas de investigación que estamos desarrollando y los proyectos en los cuales estamos trabajando.
Trabajamos mucho en colaboración con el Instituto de Ecología y, en particular, con los centros del clúster científico y tecnológico llamado Biomimic en Veracruz, el cual fue creado con la misión de desarrollar ciencia y tecnología inspiradas en la naturaleza, ahí nos apoyamos mucho de biólogos, investigadores muy jóvenes que están interesados en esta área y nos apoyan con toda su experiencia en la caracterización de sistemas biológicos. Los proyectos que estamos desarrollando cuentan con la participación activa de estudiantes de licenciatura del Instituto Tecnológico de Saltillo (ITS), Universidad Tecnológica de Coahuila (UTC) y del programa de posgrado del CIQA.
AIC: ¿Cuál es el futuro de la biomimética?
CJEG: La biomimética está bastante desarrollada en Europa y Asia, en México todavía es una ciencia que apenas se está introduciendo, ya se tiene un gran avance con la formación de un clúster científico y tecnológico que reúne a investigadores interesados en esa temática, ahora se trataría de incentivar más a los jóvenes a que se integren a esta forma de investigación, que puedan interesarse en estudiar la biodiversidad local para descifrar sus estrategias de adaptación, supervivencia y evolución y tratar de orientarlas para resolver los problemas nacionales.
Es un reto grande pero contamos con mucha pasión en el tema. En la parte norte tenemos una biodiversidad en el desierto que poco se conoce de ella, por lo que hay que motivar a que más jóvenes puedan estudiarla para conocer sus estrategias de adaptación, supervivencia y evolución en climas de condiciones adversas en cuanto a temperatura y escasez de agua y que, de alguna forma, podamos imitar sus estrategias para resolver problemas. Se insta a que muchos jóvenes en Coahuila y norte de México traten de involucrarse en todas estas áreas de biología. Necesitamos nuevas formas de divulgación para que llegue a los jóvenes este mensaje, hay mucha ciencia por desarrollar en México.
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