Biónica: lo que nos enseña la naturaleza

Cómo conversan los delfines, por qué los dientes de las ratas nunca pierden su agudeza y cómo hace el pez de arena para sumergirse en el Sahara sin que la abrasión destroce su cuerpo: los ingenieros mucho pueden aprender de la naturaleza. A la ciencia que estudia esos fenómenos se la llama biónica.

Las soluciones técnicas de la naturaleza a diversos problemas son a menudo tan prácticas como imprevistas. No es de extrañar, pues fueron encontradas en miles y millones de años de selección natural y evolución. Las ratas, por ejemplo: le hincan el diente a la madera, el metal y el hormigón. No hay casi material que resista el ataque de los roedores.

¿Qué hace los dientes de las ratas tan cortantes? ¿Y por qué no se mellan ni desgastan? Investigadores de la universidad de Witten/Herdecke se propusieron descubrirlo, para aplicar luego el truco a herramientas modernas de corte y guillotinado.

Cortar con materiales blandos

Lo que hallaron es sorprendente: el principio, a primera vista convincente, de que lo duro corta bien, reveló no ser cierto. Los dientes de rata cortan tan bien gracias a la combinación de materiales de diferentes grados de dureza, lo que les permite permanecer siempre afilados.

Los dientes de los roedores no están cubiertos por completo por un esmalte duro. Sólo tienen una lámina dura fina adelante. Todo lo que los animales horadan desgasta el material detrás de esa plancha, por lo que los cantos de los dientes siempre permanecen afilados. Y para compensar el desgaste, los dientes se regeneran permanentemente.

El descubrimiento le valió al equipo uno de los seis premios de biónica otorgados por el ministerio de Educación e Investigación de Alemania, dotados con hasta 200.000 euros cada uno. Los otros cinco fueron para proyectos por lo menos igual de interesantes.

Roce sin desgaste

En la Universidad de Berlín, por ejemplo, se estudió por qué la piel del pez de arena del Sahara no se desgasta, a pesar de que el animal, en realidad un lagarto, se sumerge permanentemente en la arena, que, como se sabe, es sumamente abrasiva. El secreto: la piel del pez de arena no es, a nivel microscópico, lisa, sino ondulada y no es dura, sino que cede.

Además, las ondas no discurren paralelamente a la dirección de avance del animal, sino en forma transversal. Eso así, un grano de arena se desliza simultáneamente sobre una cien ondas. Así, los granos de arena son elevados permanentemente y al mismo tiempo, como las ondas ceden, la piel no se desgasta. La aplicación técnica del principio: un material similar puede usarse por ejemplo para recubrir cilindros neumáticos o para proteger envases del desgaste.

También en la Universidad de Berlín se estudió cómo se comunican los delfines, para mejorar la telemetría, es decir, la medición a distancia, con ayuda de datos acústicos digitales.

Nadar sin mojarse

¿Por qué la araña de agua puede nadar y sumergirse sin mojarse? se preguntó por su parte un equipo de la Universidad de Bonn. Se trata del fenómeno de las superficies súper hidrófobas, una de cuyas aplicaciones técnicas puede ser por ejemplo la fabricación de trajes de natación que siempre permanecen secos.

Premiado fue también un proyecto del Instituto de Informática Aplicada de Karlsruhe: el desarrollo de un nuevo aparato para ampliar los sistemas estándares de coloscopía en el diagnóstico y la terapia de tumores de intestino. Y un equipo de investigadores de la Universidad de Bremen se llevó otro galardón por sus estudios sobre el nácar como modelo para nuevos materiales.

El ministerio seguirá premiando cada dos años estos estudios que abren nuevos horizontes en la investigación a partir de soluciones antiquísimas de la naturaleza.