29 de mayo de 2008

Redescubren tecnologías de cuatro billones de años

Un pequeñísimo marcapasos inspirado en el sistema eléctrico del corazón de la ballena jorobada y recubrimientos de pintura que utilizan las estructuras que forman los colores en las plumas de un pavo real son algunos ecoavances que surgen de la imitación de la naturaleza.
Otros avances comercialmente prometedores, inspirados también en la historia de la naturaleza de casi cuatro billones de años de “investigación y desarrollo” incluyen:
• Vacunas que sobreviven sin refrigeración basados en la planta “resurrection” de África (Myrothamnus flabellifolia).
• Superficies sin fricción adaptables a los sistemas eléctricos modernos inspiradas en la piel resbalosa del pez de arena (scincus scincus).
Nuevas sustancias antibacteriales inspiradas en algas marinas de la costa de Australia que presentan un nuevo método de vencer cuerpos nocivos a la salud sin presentar la amenaza que lleva el incrementar la resistencia bacteriana.
• Retardadores de fuego libres de tóxicos, basados en desechos de cítricos y uvas cosechadas e inspirados en la manera en que los animales transforman la comida en energía sin crear fuego -el llamado ácido cítrico o ciclo de Krebs-.
• Un sistema pionero de obtención de agua que recicla el vapor de agua por medio de torres enfriadoras y permite que las construcciones recolecten su propia agua del aire, inspirado en la manera en que el escarabajo del desierto de Namibia cosecha agua de la neblina.
• Empaques para líquidos biodegradables y recubrimientos a prueba de agua para uso en tuberías o carpas que imitan al sapo de Australia (water holing frog).
Estos son sólo algunos de los inventos, innovaciones e ideas centrales de una nueva iniciativa de cooperación llamada Nature’s 100 Best (Los mejores 100 de la naturaleza).
La iniciativa es una creación de la red Biomímesis (Biomimicry Guild) y la red de Iniciativas e Investigaciones para Cero Emisiones (Zero Emissions Research Initiative, ZERI), junto con el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (UNEP) y IUCN- la Unión Mundial para la Conservación.
El objetivo es presentar cómo podemos desde hoy llegar a la economía del mañana aprendiendo, copiando e imitando la manera como la naturaleza ya ha solucionado muchos de los problemas tecnológicos y de sostenibilidad que la humanidad no tiene resueltos hoy en día. Según Janine Benyus y Gunter Pauli, co-creadores del proyecto Nature’s 100 Best: “la vida resuelve sus problemas con diseños muy bien adaptados, con química que no es una amenaza para la vida y con un uso inteligente de materiales y de la energía. ¿Qué mejores modelos podríamos tener?”
La lista de los 100 mejores de la naturaleza, una mezcla de innovaciones con gran interés para diferentes niveles de la industria, estará lista para octubre de 2008, al momento de la realización del congreso de IUCN en Barcelona, España. El libro de Nature’s 100 Best será publicado en mayo de 2009.
Los socios y colaboradores hicieron revelaciones preliminares de algunos de los proyectos y productos que serán incluidos en Nature’s 100 Best de una lista original de más de 2000.
Esto coincide con la parte ministerial de la reunión de la Convención sobre Diversidad Biológica que tendrá lugar en Bonn, Alemania, donde unos seis mil delegados de más de 190 países se reunirán a tomar medidas para frenar la perdida de biodiversidad en el mundo.
Achim Steiner, subsecretario general de las Naciones Unidas y director ejecutivo del PNUMA dijo: “la biomímesis es un tema para el cual su tiempo ha llegado. Cualquiera que dude del valor económico y de desarrollo del mundo natural, sólo tiene que ver el extraordinario número de inventos comercialmente prometedores que están ahora emergiendo; inventos que son resultado del entendimiento y la imitación de los diseños de la naturaleza y la manera superior en que los organismos vivos manejan exitosamente los retos desde la generación de energía limpia hasta la reutilización y el reciclaje de desechos”.
“Hay incontables razones por las cuales debemos acelerar la respuesta internacional y el flujo de financiamientos para contrarrestar rápidamente la perdida de biodiversidad y la degradación rápida de los biosistemas: Los 100 mejores de la naturaleza (Nature’s 100 Best) nos dan 100 razones más para actuar y 100 razones más por las cuales el manejo de la biodiversidad no es un problema de ayudas ni una carga económica, sino un problema de inversión en los negocios, industrias, y trabajos no contaminantes del futuro cercano”.
Janine Benyus, líder de la Red de Biomímesis añadió: “la biomímesis es ciencia de punta en la economía del siglo 21 y está basada en 3.8 billones de años de evolución. Obviamente, la manera en que la naturaleza crea substancias nuevas, genera energía y sintetiza estructuras únicas son los secretos para que los humanos sobrevivamos y prosperemos en este planeta.”
Gunter Pauli, líder de la Fundación ZERI, basada en Ginebra, añadió: “el vapor y el carbón transformaron el siglo 19; las telecomunicaciones y la electrónica, el siglo 20. Ahora estamos al borde de una revolución basada en la biología y en algunos de los inventos presentados en esta iniciativa estarán, sin duda, los modelos de negocios para los nuevos googles. Bienvenidos los Unilevers y General Electric de la era moderna. Con más de un billón de euros invertidos en las tecnologías más importantes, ésta es una tendencia en innovación para que la industria siga adelante”.

Marcapasos de la Ballena Jorobada (humpback heart pacemakers)

En más de 350 mil personas en los Estados Unidos son instalados anualmente marcapasos nuevos o de reemplazo, cuyo costo de instalación puede ser hasta de 50 mil dólares por paciente.
Jorge Reynolds, director del programa de Seguimiento Satelital del Corazón de la Ballena en Colombia, cuya investigación está revelando los misterios de cómo un corazón de 2000 libras de peso -el de la ballena jorobada-, bombea el equivalente a seis tinas de sangre oxigenada a través de un sistema circulatorio cuatro mil 500 veces más extenso que el humano.
El trabajo de investigación se enfoca también a verificar cómo esto se realiza a velocidades tan bajas como tres o cuatro bombeos por minuto y cómo la estimulación eléctrica se logra a través de una masa que protege al corazón de la ballena del frío.
Por medio de electrocardiógrafos -aparatos para escuchar- y necropsias en ballenas, han descubierto nanocables que permiten que señales eléctricas estimulen el corazón a través de la masa no conductora de electricidad.
Los científicos creen que los descubrimientos podrían ser la clave para permitir que el corazón humano trabaje sin un marcapasos que funciona con baterías y buscar alternativas para estimular las palpitaciones usando vías alternativas a tejidos muertos con un sistema eléctrico como el de la ballena.
Se espera que el mercado mundial de marcapasos alcance los 3.7 billones de dólares en 2010. El nuevo invento podría costar unos pocos centavos y reducir el número de operaciones subsecuentes, ya que eliminará la necesidad de cambiar las baterías.

La planta que resucita “Resurrection plant”

Dos millones de niños mueren cada año de enfermedades que se pueden prevenir con vacunas, como sarampión, rubeola y tosferina. Algunos estiman que por problemas en la cadena de refrigeración desde los laboratorios a los pueblos, la mitad de las vacunas nunca llega a los pacientes.
La myrothamnus flabellifolia es una planta del centro y sur de África cuyos tejidos se secan hasta volverse crujientes y luego reviven sin ningún daño gracias a una sustancia azucarada producida en sus células durante la sequía.
Bruce Roser es un investigador biomédico quien, con sus colegas, fundó recientemente la compañía Bioestabilidad de Cambridge, S. A. (Cambridge Biostability Ltd.) para desarrollar vacunas que no necesiten refrigeración, basadas en los impresionantes azúcares llamados trehaloses.
El producto funciona añadiendo a la vacuna una capa de “trehalose” para formar esferas inertes que pueden ser empacadas en una forma inyectable y pueden esperar en un consultorio por meses o años.
En este momento se hacen pruebas en la compañía Panacea Biotech, de India, y varios acuerdos han sido ya firmados también con compañías de Dinamarca y Alemania.
El desarrollo, basado en imitar a la naturaleza, podría ahorrar a las compañías hasta 300 millones de dólares al año en países en desarrollo al eliminar la necesidad del kerosén y los refrigeradores de baterías.
Otras posibilidades incluyen nuevas alternativas en la preservación de comidas y hasta tejidos humanos y animales, que no requerirían ser guardados en nitrógeno liquido.

Lagartija resbalosa

Las dos maneras principales para reducir la fricción en aparatos mecánicos y electrónicos son usando esferas y carburo de silicio o diamantes nanocristalinos.
Uno de los problemas del carburo de silicio es que se fabrica a temperaturas entre 1600 y 2500 grados farenheit. En otras palabras, se trata de la necesidad de producir grandes cantidades de energía que implican el consumo de combustibles fósiles.
El diamante sintético para las aplicaciones de baja fricción se puede producir a más bajas temperaturas y ser recubierto a alrededor de 400 grados F. Pero también tiene limitaciones.
La brillante lagartija de arena (sandfish lizard) vive en medio de las tormentas de arena del norte de África y la península de Arabia. Los estudios indican que logra llevar una increíble vida sin fricción al desarrollar una piel de keratina endurecida por moléculas de azúcar y sulfuro.
La piel de la lagartija también tiene puntas de escala nanométrica. Eso significa que un grano de arena pasa por 20 mil puntas, lo cual reparte la carga y crea niveles minúsculos de fricción.
Más pruebas indican que los huecos entre las placas de su piel podrían estar cargados negativamente, lo cual repele la arena para permitirle flotar sobre ella como un deslizador sobre el agua.
Los investigadores se han agrupado con colegas de la Universidad de Ciencia de Berlín y con tres compañías alemanas para comercializar los descubrimientos de la piel de esta lagartija, en un mercado potencialmente enorme, como sistemas electrónicos y mecánicos diminutos, donde una película biodegradable hecha con materiales poco costosos de kerotena y azúcar, fabricada a temperatura ambiente, ofrece una “proyección de ventas única”, ya que además es amigable con el medio ambiente.

Superbichos y la resistencia bacteriana:
¿Alga roja australiana al rescate?

El 70 por ciento de las infecciones humanas son resultado de biopelículas, grandes congregaciones de bacterias que requieren mil veces más antibióticos para ser destruidas y que nos están llevando a una carrera armamentista entre las infecciones y las compañías farmacéuticas.
El aumento de la resistencia a los antibióticos y la aparición de agentes como el Staphylococcus aureus, resistentes a la meticilina, matan anualmente en el mundo a más personas que el SIDA.
La Delinea pulcra es un alga roja que se encuentra cerca de la costa de Australia, la cual es investigada por científicos de la University of New South Wales.
Durante un viaje marino, los científicos notaron que la superficie del alga se encontraba libre de micropelículas, aun viviendo en aguas infestadas con bacterias.
Las pruebas mostraron la presencia de un compuesto -conocido como furanosa halogenada-, que bloquea la comunicación entre bacterias, factor que facilita la formación de los grupos densos en micropelículas.
Una compañía llamada Biosignal (Bioseñal) se ha organizado para desarrollar la idea que promete una nueva manera de controlar bacterias como el estafilococo dorado, el cólera y la legionelosis, sin causar más resistencia a los antibióticos por la bacterias.
Los productos inspirados en el alga incluyen lentes de contacto, catéteres y tubos tratados con furanosa, así como enjuagues bucales y nuevas terapias para pacientes vulnerables con condiciones como la fibrosis cistica o infecciones de la vía urinaria.
La sustancia que bloquea las señales bacterianas puede también reducir la contaminación al medio ambiente al reducir o eliminar la necesidad para las compañías o los laboratorios de usar toneladas de químicos cáusticos en tuberías ductos y superficies en las cocinas a fin de mantenerlos libres de bacterias.

Escarabajo cosechador de agua

La ONU prevé que en 2025 casi dos billones de personas estarán viviendo en países o regiones con escasez de agua, y que dos tercios de la población mundial estarán bajo condiciones graves de acceso a agua.
El cambio climático complicará aún más los problemas de agua a consecuencia de algunos eventos climáticos más severos. Varias opciones de mejores y más inteligentes formas del manejo del agua podrían superar estos retos, y podrían encontrarse en la habilidad extraordinaria del escarabajo del desierto de Namibia, que vive en una región que recibe poco más de un centímetro de lluvia al año y aún así puede sacar agua de las neblinas que aparecen varias mañanas cada mes.
Un equipo de la Universidad de Oxford, en el Reino Unido, y la firma de investigación para la defensa del Reino Unido, QuinetiQ, han diseñado una superficie que imita las protuberancias y las partes bajas de las placas de las alas del escarabajo que atraen el agua y que permiten al insecto recolectar gotas de agua más delgadas que un cabello humano.
Sobre la superficie se reposan minúsculas esferas en una capa de cera caliente que, según los experimentos, funciona como las placas de las alas del escarabajo.
Varias pruebas han sido hechas para usar la película y obtener agua de las torres de enfriamiento. Pruebas iniciales han mostrado que el invento puede devolver 10 por ciento del agua desperdiciada y llevar ahorros de energía al reducir la emisión de calor en las ciudades.
Se estima que alrededor de 50 mil nuevas torres de enfriamiento serán construidas anualmente y que cada gran sistema evapora y pierde más de 500 millones de litros.
Otros investigadores están imitando el sistema de recolección de agua para desarrollar desde carpas que recolectan su propia agua hasta superficies que mezclan materiales para aplicaciones de microlaboratorios.

Notas:
Nature’s 100 Best es una compilación de 2100 de las más extraordinarias tecnologías y estrategias que están siendo imitadas o que merecen serlo.
• La lista de las 100 mejores será lanzada en el congreso de Conservación Mundial de IUCN, en Barcelona, en octubre del 2008.
• Simultáneamente, el instituto de Biomicry revelará AskNature.org, una base de datos en línea de conocimiento biológico organizado por función de ingeniería para inspirar a las empresarios e inversionistas.

Zeri. www.zeri.org
Biomimicry Guild and Institute www.biomimicryguild.com, www.biomimicryinstitute.com
UNEP www.unep.org
Novena conferencia de las partes en Bonn www.cbd.int
Estudios de casos del lanzamiento preliminar y más detalles sobre Nature’s 100 Best en www.n100best.org

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