La conferencia de biodiversidad de la ONU, COP15, está previsto que finalice el 19 de diciembre. Este fin de semana, veremos algunas de las formas en que la humanidad depende de la biodiversidad para tener un ecosistema global saludable y próspero.
Cuando una especie se extingue, se lleva consigo todos los atributos físicos, químicos, biológicos y de comportamiento que han sido seleccionados para esa especie, después de haber sido probados y vueltos a probar en innumerables experimentos evolutivos durante muchos miles, y quizás millones, de años de evolución.
Estos incluyen diseños para calefacción, refrigeración y ventilación; por poder moverse de la manera más efectiva y eficiente a través del agua o el aire; para producir y almacenar energía; por fabricar los materiales más resistentes, ligeros, biodegradables y reciclables; y para muchas, muchas otras funciones esenciales para la vida.
El valor de la naturaleza no se limita a las aplicaciones humanas, pero la pérdida de la naturaleza y la biodiversidad también representa pérdidas importantes para el potencial humano.
Estos son algunos ejemplos de las formas en que la naturaleza ha inspirado soluciones de ingeniería.
camino de la libélula
Inspirándose en la eficiencia energética de las alas de las libélulas, particularmente a bajas velocidades del viento, el profesor Akira Obata, anteriormente de la Universidad Nippon Bunri de Japón, diseñó aspas corrugadas para microturbinas eólicas que giran y generan electricidad a velocidades del viento tan bajas como 3 km/h.
La mayoría de las turbinas eólicas funcionan mal cuando las velocidades son inferiores a 10 km/h; algunos no girarán en absoluto. Al reducir los requisitos mínimos de velocidad del viento, estas microturbinas eólicas pueden aprovechar la energía eólica en lugares de fácil acceso, como tejados y balcones, y no necesitan torres costosas para capturar los vientos de mayor velocidad que se encuentran en elevaciones más altas.
Al estudiar y comprender la aerodinámica del vuelo de la libélula, Obata pudo fabricar microturbinas eólicas económicas, livianas, estables y eficientes que se pueden usar en ubicaciones fuera de la red en países en desarrollo.
¿Qué es más negro que el negro?
Algunas mariposas, pájaros y arañas han desarrollado una coloración súper negra lograda por una variedad de complejos mecanismos de captura de luz que podrían conducir a nuevos diseños de eficiencia energética para la recolección solar.
Las micro y nanoestructuras de las superficies determinan en gran medida sus propiedades de absorción o reflexión de la luz. Comprender no solo la composición de los pigmentos involucrados, sino también la estructura fina y la física de estas superficies, puede ser útil para diseñar sistemas más eficientes energéticamente para calentar y enfriar edificios, y colectores de energía solar más productivos.
‘Tomar el sol en la niebla’
Dos especies de escarabajos recogen activamente agua de la niebla con una secuencia de comportamientos llamados «tomar el sol en la niebla». Tarde en la noche, antes de la niebla que se acumula todas las noches en las secciones costeras del desierto de Namib, los escarabajos emergen de la arena y trepan por las dunas para colocarse en el camino de la niebla.
Inclinando sus cuerpos hacia adelante mientras miran hacia la niebla, recolectan humedad en sus espaldas, que están hechas de alas delanteras endurecidas llamadas élitros que cubren y protegen sus alas traseras, que se usan para volar.
Las pequeñas gotas de agua en la niebla se acumulan allí, se unen para formar gotas más grandes que, por la fuerza de la gravedad, bajan por las superficies hidrofóbicas (es decir, que repelen el agua) hasta la boca de los escarabajos.
Dado que la OMS estima que la mitad de la población mundial vivirá en entornos con escasez de agua para 2025, la química y la estructura específicas de las superficies hidrofóbicas que se encuentran en los escarabajos de Namib han generado un enorme interés científico por sus posibles aplicaciones humanas.
Aves y combustibles fósiles
Las aves planeadoras y planeadoras son maestras de la eficiencia aerodinámica y su diseño de plumas en las puntas de las alas inspiró a los ingenieros a agregar pequeños ‘winglets’ vueltos hacia arriba que reducen la resistencia causada por los vórtices en las puntas de las alas de los aviones.
Al copiar este diseño de punta de ala, las aerolíneas comerciales han ahorrado 10 mil millones de galones de combustible, reduciendo sus emisiones de CO2 en 105 millones de toneladas por año.
Para secuestrar esta cantidad de carbono, se necesitaría plantar alrededor de 16 millones de hectáreas de árboles cada año, un área más grande que el territorio de Noruega o Japón.
La extinción no es una conclusión inevitable
El despilfarro de la extinción quizás se destaque mejor por la casi extinción de la ballena jorobada.
La caza excesiva casi acabó con estas gigantescas criaturas, entre las más grandes que jamás hayan vivido en el planeta, y la población de ballenas jorobadas se redujo a solo 5,000 en 1966.
Las organizaciones de conservación y los científicos provocaron una gran protesta pública y política y las ballenas jorobadas se recuperaron a un estimado de 80,000 hoy. La ballena jorobada, de forma única, tiene ‘tubérculos’ llenos de baches en la parte delantera de sus aletas que permiten a estos gigantes maniobrar con una agilidad extraordinaria.
Los tubérculos dan a las ballenas una ventaja hidrodinámica: minimizan la resistencia, mejoran su capacidad para mantenerse en movimiento y, lo que es fundamental cuando atacan a sus presas, les permiten girar en ángulos más agudos. Entre otras aplicaciones, han inspirado a los ingenieros a fabricar algunas de las aspas de ventiladores industriales y generadores de energía eólica más eficientes. Si las ballenas jorobadas se hubieran extinguido, es posible que nunca hubiéramos podido aprovechar el diseño del tubérculo.
Los extraordinarios organismos presentados arriba, junto con los diseños de ingeniería sostenible que han inspirado, presentan un caso convincente de por qué debemos preservar la biodiversidad.
Los organismos que crean los sistemas de apoyo hacen posible toda la vida en la Tierra, incluida la vida humana: millones de especies están en riesgo, pero perder incluso una sola especie puede tener enormes consecuencias negativas para la humanidad.
La historia está basada en el Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo (PNUD) ensayo fotográfico, La ingeniería sostenible depende de la biodiversidad. El folleto completo, «Cómo las soluciones de ingeniería sostenible dependen de la biodiversidad» por Eric Chivian MD, Gael McGill Ph.D. y Jeannie Park, está disponible aquí.
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