biomÍmica

“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.


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


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.


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.


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


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.


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:


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.


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.


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.


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,


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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