BIOMÍMICA
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“BIOMÍMICA: ANÁLISIS IN SITU DE SISTEMAS NATURALES.
“PRINCIPIOS PARA DISEÑO DE UN RECOLECTOR DE AGUA”
Mtro. Arturo Santamaría Ortega
INTRODUCCIÓN
El agua es una recurso que se encuentra en el ambiente desde antes de la
existencia del hombre. Riqueza que actualmente conlleva diversos
problemas de coexistencia con el ser humano, que limita su espacio y
transforma sus características. De esta forma el agua está siendo
contaminada y cada vez es más difícil su transportación a los hogares del
mundo.
Para evitar su deterioro es necesario encontrar caminos alternos para su
obtención, cuidado y uso, que permitan soportar agresiones económicas,
sociales y sobre todo ambientales.
El camino de un diseño biomímico nos lleva a buscar entre la naturaleza la
respuesta al problema de escasez de agua y de esta forma la
sustentabilidad de la misma.
Donde el diseñador industrial tiene un papel significativo en el cambio de
paradigmas. Su importancia traspasa los niveles sociales, económicos y
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Diseño Industrial
“BIOMÍMICA: ANÁLISIS IN SITU DE SISTEMAS NATURALES.
“PRINCIPIOS PARA DISEÑO DE UN RECOLECTOR DE AGUA
Mtro. Arturo Santamaría Ortega
medio ambientales de la sustentabilidad por su extenso valor para cambiar
la ecoestética del lugar.
El análisis realizado en este escrito muestra tres diferentes plantas que son
importantes para los seres vivos de este planeta, con un estudio biomímico
que solamente llega al análisis in situ y no a su aplicación, y que sin
embargo las conclusiones encontradas pueden ayudar a dar solución a
varios problemas que aquejan al mundo.
LA BIOMÍMICA
“La biomímica es la ciencia y arte de emular las mejores ideas de la
naturaleza biológica para resolver problemas humanos” (Biomimicry
Institute, 2009).
La Biomímica o Biomímesis es un término relativamente nuevo que:
“presenta una era basada no en lo que podemos extraer de los organismos y sus
ecosistemas, sino en lo que podemos aprender de ellos. Este enfoque difiere
enormemente de la bio-utilización, que supone cosechar un producto o productor
como, por ejemplo, cortar madera para hacer pavimentos o recolectar plantas
medicinales” (Benyus, 2008).
El estudio de esta ciencia ha arrojado aportes importantes para la solución
de problemas de la vida cotidiana del ser humano, tomando como
referencia lo que algunos animales, plantas y otro tipo de organismos
implementan para la satisfacción de sus necesidades.
Los sistemas naturales son vida que genera condiciones de vida, bajo los
factores de optimización de recursos, interdependencia natural y procesos
de autorregulación que hacen sustentable a la vida no tocada por el
hombre, ya que cuando éste interviene descompensa este equilibrio.
También los organismos o sistemas naturales tienen la capacidad de
adaptarse a los cambios climáticos, evolucionan a la par de los problemas
ocasionados comúnmente por el hombre, aunque en algunas ocasiones
también por cambios naturales que les permiten transformarse,
reorganizarse y autolimpiarse.
Lo
s sistemas naturales tienen diseños simples de estructura, pero muy
complejos de fondo, son seres con sistemas interconectados entre
especies y entre el medio que los rodea.
2 UAEM FAD DISEÑO INDUSTRIAL BIOMÍMICA UAEM FAD DISEÑO INDUSTRIAL BIOMÍMICA
Agua, aire, plantas, animales, temperatura, altitud, entre otros son factores
importantes en un sistema para que se den las condiciones de vida de
METODOLOGÍA GENERAL
“Análisis in situ de sistemas naturales”
El análisis realizado se planteo primeramente en: San Luis Potosí,
Querétaro, y el Estado de México. Sin embargo, solo lograron obtener
muestras de otros lugares como Guerrero y Ostuacan Chiapas.
Se observaron plantas de la misma especie, pero con diferencias muy
marcadas como en algunos casos. Pero sobre todo, lo más importante fue
la información que nos arrojo dicho estudio.
Para establecer los criterios a investigar es necesario utilizar el método
para hacer biomímica, organizando y planeando la estrategia a seguir.
3 UAEM FAD DISEÑO INDUSTRIAL BIOMÍMICA UAEM FAD DISEÑO INDUSTRIAL BIOMÍMICA
De esta forma la biomímica establece:
1 Identificar Un reto real
2 Interpretar Síntesis de diseño
3 Descubrir Modelos naturales
4 Abstraer Principios de diseño
5 Emular Estrategias naturales
6 Evaluar Principios de vida
1 Identificar Un reto real
Lo primero será hacer un planteamiento de lo que se va a analizar
y como lo vamos a buscar, para esto se plantea la estrategia sobre
lo que se va a buscar o identificar. Como se ve en la tabla
siguiente:
Tabla: N° 1. Estrategia para identificar.
Fuente: El autor
4 UAEM FAD DISEÑO INDUSTRIAL BIOMÍMICA UAEM FAD DISEÑO INDUSTRIAL BIOMÍMICA
Reto Actividad Estrategia Sistema a investigar
1. Retención de Agua
Búsqueda de sistemas naturales
Búsqueda de rocíoHojas de PlantasCactusNopalMaguey
2. Captación de Agua
Búsqueda de retención de agua
Hojas de PlantasCactusNopalMaguey
3. Acumulación de Agua
Condensación de agua en el ambiente
VentanasVidriosBotellasBolsasCharcosPlásticosRíosChimeneas
Refuerzo teórico-científico(termodinámica y condensación de agua)
1ra ley de la termodinámica2ª ley de la termodinámicaGotas cicloCarta sicométrica
Identificar sistemas relacionados con: Retención, captación y
acumulación de agua en sistemas naturales por medio de la biomímica.
2 InterpretarSíntesis de diseño
Caso A Sistemas naturales que retienen agua.
Caso B Sistemas naturales que captan agua.
Caso C Sistemas naturales que acumulan agua.
1. El Nopal Común o Chumbera
Imagen N° 2 Nopal común, se localiza en todo el norte, centro y sur de América. Toma del Cerro de
Coatepec. C.U. en la ciudad de Toluca, México.
Foto: Autor
Nota: Pertenece al Reino Vegetal, es una Magnoliophyta
(Angiospermae), de la clase Dicotiledonae, del orden Cactales u
Opuntiales, de la familia Cactaceae.
2. El Maguey Común o AgaveImagen N° 3 Maguey común, existen aproximadamente 273 familias descubiertas hasta el momento,
se localiza en todo el norte, centro y sur de América. En México se encuentran 205 especies de las
cuales 151 son endémicas. Toma del Cerro de Coatepec. C.U. en la ciudad de Toluca, México.
Foto: Autor
Nota: Pertenece al Reino Vegetal, es una Amaryllidaceae, nombre
científico Agave Habita zonas aridas y semiáridas y se encuentra en
todo México.
5 UAEM FAD DISEÑO INDUSTRIAL BIOMÍMICA UAEM FAD DISEÑO INDUSTRIAL BIOMÍMICA
Amaryllidaceae. Esta familia está conformada por más de 120 especies, entre
las que destacan Agave potatorum Zucc, Amarilidáceas (Tobalá) y el Agave
angustifolia Haw (espadín), ya que por sus características vegetativas al ser
transformadas en mezcal, dan una calidad y sabor inconfundible a la bebida.
..
3. La biznaga desértica.
Imagen N° 4 Biznaga desértica, existen aproximadamente 273 familias descubiertas hasta el
momento, se localiza en todo el norte, centro y sur de América. En México se encuentran 205
especies de las cuales 151 son endémicas. Toma del Cerro del Zamorano en Querétaro México.
Foto: Autor
Nota: Pertenece al Reino Vegetal, es una Cactacea o xerófitas, son
plantas que viven en las zonas semidesérticas y desérticas que, en
conjunto, constituyen más del 50% del territorio nacional.
Existen aproximadamente 700 especies y unas 520 son originarias de México, y
se han llevado a otros países que han logrado sobrevivir y reproducirse en
lugares extremos.
3 DescubrirModelos naturales
El nopal es un sistema natural que retiene y almacena agua, caso A y
caso C, ya que el 90% de su composición es agua. Ver imagen 7
Sin lugar a duda es un buen objeto de estudio para retener agua, ya que un
nopal cortado puede permanecer hasta 6 meses cortado y contener hasta
el 60 % de su agua.
Crece en lugares con condiciones extremas y que increíblemente florece.
6 UAEM FAD DISEÑO INDUSTRIAL BIOMÍMICA UAEM FAD DISEÑO INDUSTRIAL BIOMÍMICA
Imagen N° 5 Nopal cortado y tirado a un lado de la chumbera y aun así crece vida nueva en su
estructura
Foto: Autor
Excelente como contenedor de agua pues su capa externa no deja salir el
liquido gracias a su textura y a que se forma una capa impermeable a su
alrededor, así como espinas que crecen y forman los tallos de la corona.Imagen N° 3 Maguey común, existen aproximadamente 273 familias descubiertas hasta el momento,
se localiza en todo el norte, centro y sur de América. En México se encuentran 205 especies de las
cuales 151 son endémicas. Toma del Cerro de Coatepec. C.U. en la ciudad de Toluca, México.
Foto: Autor
7 UAEM FAD DISEÑO INDUSTRIAL BIOMÍMICA UAEM FAD DISEÑO INDUSTRIAL BIOMÍMICA
Lo
s animales de la sierra Tarahumara lo utilizan de alimento cuando el agua
es escasa. Y de esta forma se podría pensar en un buen contenedor de
agua, que cuide, proteja y asegure líquidos.
El Maguey o Agave se utiliza para muchas cosas, entre una de ellas la de
obtener liquido con alcohol (en México pulque, mezcal, tequila, entre otros).
También sus fibras sirven para obtener textiles.
Es un gran captador de agua caso A, caso B y caso C, ya que sus ramas
se encuentran diseñadas de tal forma que retienen y mandan el agua de
lluvia hacia el centro de la planta. Su textura lisa permite que el agua
resbale hacia el centro.
Al secarse puede utilizarse para cardos, hilos y sus puntas sirven como
herramientas de marcado en diferentes procesos artesanales.
Imagen N° 6 Maguey seco en la primera fotografía y en la segunda forma de la hoja de maguey y
como resbala el agua en la superficie.
Foto: Autor
La Biznaga es una cactácea que tiene varios sistemas naturales
interesantes, entre uno de ellos es la de retener el agua, pero también
captarla, en un día de lluvia puede almacenar hasta tres veces su volumen,
gracias a la forma de sus espinas.
8 UAEM FAD DISEÑO INDUSTRIAL BIOMÍMICA UAEM FAD DISEÑO INDUSTRIAL BIOMÍMICA
Figura N° 1 Espina de la biznaga con su capa de protección, que a su vez contiene pequeñas
espinas diseñanas contrariamente a su formación y que sirven para captar el agua y no dejarla salir..
Foto: Autor
4 AbstraerPrincipios de diseño
En esta parte la creatividad y destreza del diseñador es muy importante, ya
que debe saber analizar y sobre todo entender todo lo que se observo para
poder extraer cuales principios se pueden utilizar.
Se realizo una prueba con un nopal común que peso 460 gramos, se molió
y se dejo secar hasta deshidratarlo y se peso el sobrante, con un peso de
50 gramos que nos da aproximadamente el 10 % y el resto que es el 90%
de agua. Como se ve en la imagen siguiente:
9 UAEM FAD DISEÑO INDUSTRIAL BIOMÍMICA UAEM FAD DISEÑO INDUSTRIAL BIOMÍMICA
Imagen N° 7 Nopal cortado para ser pesado (460 gramos) y después deshidratado, una vez
deshidratado se pesa el resto (50 gramos) demostrando que el nopal tiene más del 90% de agua.
Foto: Autor
Se dejo secar una hoja de maguey y se hicieron pruebas de resistencia de las fibras obtenidas, aunque fue más fácil obtener las fibras con el maguey fresco.
Las formas cóncavas de las hojas del maguey simulan brazos para captar agua y recolectarla al centro de la planta y que podría ayudar a entender formas para recolectar el agua. Como se muestra en la siguiente imagen.
Imagen N° 8 Hola de Maguey con forma cóncava que recolecta el agua de lluvia y que la lleva al
centro de la planta.
Foto: Autor
Nota: A pesar de que se cortaron varias hojas de esta planta sigue con vida y sus hojas restantes en un estado completamente sano.
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Y por la parte de abajo como nace otra planta a su lado.
5 EmularEstrategias naturales
En el nopal es excelente para el caso A, sin embargo no esta tan alejado del caso C por su gran capacidad para retener el agua acumulada.
Estrategia para el nopal
Su estructura que lo constituye forma una red que asemeja una telaraña. Pero que de acuerdo a sus permite poderse imitar para diferentes formas de tejer telas más resistentes, pero en el caso de acumular agua puede ser por las cavernas entre los tejidos y tejidos que sostienen el liquido.
Imagen N° 9 Estructura interna de un nopal seco.
Foto: Autor
Nota. Se puede notar que existen diferentes tamaños de la ramificación de la estructura de esta planta.
En el Maguey también es bueno para el caso A, caso B y caso C. El sistema natural más importante en esta investigación fue ver como las hojas de maguey y sus formas cóncavas forman parte de diseños ya realizados como las canaletas para transportar agua.
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Es importante recalcar que sus fibras son muy importantes en la fabricación de textiles y que con un tratamiento adecuado puede ser retomado para su producción con la fuerza e intensidad mayor a la que tiene actualmente.
Imagen N° 10 fibras de un Maguey seco.
Foto: Autor
En el caso de la biznaga es excelente en el caso A y caso C.
Se retoma la finalidad del caso de retener y captar agua, primeramente captura el agua por el sistema que tiene en las espinas que funciona como una válvula check que dejan entrar el líquido pero no le permite salir.
De esta forma también retiene tres veces más su tamaño en una lluvia, es decir, funciona como un globo al momento de llenarlo de agua.
Por último, las biznagas tienen la capacidad de regenerarse aun sin agua por mucho tiempo y auto sembrarse para florecer.
6 EvaluarPrincipios de vida
Tabla: N° 2. Principios de vida para los sistemas analizados.
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Sistema natural Tipo de caso Estrategias Principio de vidaNopal Común A Y B 4 FavorableMaguey o Agave A,B y C 3 FavorableBiznaga A y B 3 Favorable
CONCLUSIONES
El diseño concientizado es en gran medida una manera de actuar a favor
de los recursos naturales y una forma de bienestar para la sociedad. Crear
diseños conscientes no sólo tiene que ver con la forma de los objetos, sino
mejor dicho, con la totalidad de su proceso de producción, su uso y su
desuso.
El diseño concientizado enmarca los objetivos del diseño sustentable,
ecodiseño y diseño responsable en un método sencillo e innovador. La
práctica del diseño se sugiere consciente al medio ambiente, bajo la lupa
de salvaguardar los recursos naturales y fomentar su cuidado.
El objeto que aquí se muestra hace hincapié en el diseño concientizado
desde una perspectiva proyectual, en donde se obtiene, cuida y conserva el
recurso natural en peligro de desaparecer como se conoce: agua.
La solución fue abordada con el principio de la condensación de agua, se
realizo la investigación para profundizar en los efectos y sus causas, así
como las diferentes variables que intervienen para llegar al proceso de
saturación.
Si bien los materiales no se contemplan en esta solución, es porque aun
hay dudas de cuáles serán los idóneos para ser procesados y convertidos
en el objeto final, aunque hay cierta idea y razonamiento que se sugiere
como son: el vidrio y tubería de acrílico.
Por último, cabe mencionar que al abordar un objeto desde la perspectiva
del diseño concientizado se contempla primeramente, que no se usen
recursos naturales como fuente de energía, es decir, evitar el desgaste de
recursos naturales para obtener otro recurso natural. Y obtener de esta
manera, la utilización de la energía limpia, que no es otra cosa que hacer
que funcione el objeto de forma natural, sin desgastar más al medio
ambiente, preservando la calidad de vida de los humanos y apoyando a las
futuras generaciones en su bienestar.
Con el uso de tecnologías sustentables como él biodiseño para absorber el
agua del ambiente por medio de herramientas como la biomímica, el
choque térmico y la condensación del agua, es evidente el beneficio no solo
de las personas sino de la misma sociedad, activando el desarrollo
sustentable en su máximo esplendor.
Si se va mas allá estas tecnologías se pueden utilizar tanto dentro de las
casas como fuera de estas y con este principio utilizarlas en el campo,
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construcción y otras áreas de relevancia, pudiendo ser el parte aguas de
las nuevas eras y existencias futuras para suministrar recursos naturales en
donde ya no los habrá, por lo menos no de manera natural.
Estas tecnologías permitirán que en un futuro no muy lejano se fortalezcan
los vínculos entre las naturaleza y el hombre para generar nuevas
alternativas de vida en condiciones extremas, de tal manera que permitirán
sobrevivir a desastres que actualmente están sucediendo y aumentando en
frecuencia, pesadillas que de no estar preparados nos llevaran a la
extinción de la vida humana por lo menos como la conocemos ahora.
El uso e innovación de estas tecnologías nos lleva a utilizar en menor
cantidad energías no renovables y adentrarnos a una concientización
ambiental que urge en nuestros días, las nuevas generaciones deben ser
capaces de regenerar y darle mejor uso a los pocos recursos que quedan,
muchos de estos en vías de desaparecer por causa de su mala explotación
y mal manejo, también, debe ser consciente de la importancia del desarrollo
sustentable y de la importancia de crear objetos benéficos para nuestra
existencia, así como, de establecer parámetros de cultura ambiental.
Es de considerable importancia mencionar que la cultura del cuidado del
agua no solo debe ser en beneficio de los humanos, sino también de la
naturaleza, es por esto que al usar el agua debemos considerar su buen
uso, es decir, mezclarla en lo más mínimo con agentes contaminantes
difíciles de eliminar, como son los aceites, jabones o químicos de industrias
farmacéuticas. Aunque en las casas habitación sería difícil mezclar el agua
con este tipo de materiales no es imposible y cada familia deberá hacer
conciencia de esto empezando por enseñar a sus hijos el cuidado y la
importancia de este liquido.
De las nuevas generaciones depende la sobrevivencia de la especie
humana como la conocemos, de ellos depende que la existencia humana
siga en este mundo, pero más importante aun de ellos depende que el
equilibrio siga su paso natural y reine la paz entre los seres vivos y nuestro
mundo.
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