En la Naturaleza los materiales son altamente costosos de conseguir mientras que el diseño es barato…justo lo contrario que en humanos donde los materiales son baratos (1 k. de acero es mas barato de que 1 l. de agua!!) mientras que el diseño encarece los productos… Una vez mas los sistemas biológicos naturales muestran lo alejados que nuestra especie están de ellos a pesar de que efectivamente somos naturaleza…pero de otra naturaleza… Uno de los aspectos interesantes que va a surgir de la fabricación aditiva, o sea la impresión 3D, es la posibilidad de aligerar las estructuras sin perder resistencia, reinventando la manera en la que fabricamos las «cosas», acercándonos mas y mas a las formas naturales. Nuestra manera de fabricar un material resistente hoy es siempre añadiendo mas material y normalmente lo imaginamos como algo rígido y pesado.
Esto va a cambiar gracias a la bioinspiración de estructuras tan cercanas como nuestros propios huesos. Ya hace algunos años, el HRL Labs de Boeing, diseñaron una estructura que siendo 99,9% aire resultaba ser extremadamente resistente. La micro-retícula proviene de un polímero impreso en 3D que puede ser comparada a la estructura interna de nuestros propios huesos. Efectivamente en nuestro esqueleto la parte externa es muy rígida mientras que el interior casi hueca resulta una estructura abierta a escala celular. De este modo nuestros huesos y la de otros vertebrados resultan difíciles de romper y ligeros al mismo tiempo para volar o correr sin requerir de grandes musculaturas. Os presento a Microlattice.
Microlattice sobre un diente de león para mostrar su ligereza || estructura de un hueso humano y su porosidad interna.
La absorción de energía es crítica y un segundo limitante, la ligereza. Para entenderlo. Si lanzáramos un huevo o una bombilla desde una cierta altura, un ejercicio que hago todos los años con mis alumnos de diseño de producto, inventaríamos muchas estrategias gastando numeroso material para absorber el impacto y proteger el huevo. Con Microlattice unas pocos cm bastarían para tal cometido combinando superresistencia y una ligereza que casi flota.
simulación del ejercicio del huevo y materiales empleados por alumnos del IED
Pero mas allá de este simpático ejercicio, las aplicaciones para esta nueva manera de obtener resistencia y ligereza son enormes. Por ejemplo en el sector del transporte. En los componentes estructurales de cualquier vehículo desde un coche, pasando un avión y acabando en un satélite; este tipo de materiales va a ser revolucionario pues sin perder estructura ahorra peso y por tanto enormes cantidades de energía para nuestros viajes y por tanto emisiones GEI a la atmósfera. Ahora ya la cosa cambia viéndolo desde esta perspectiva sistémica. Además también podría estar en paneles de construcción de casas y otros edificios e incluso en suelos. Y seguro que nuevas aplicaciones llegarán.
Estructura de un avión | Microlettice | mi acreditación a una reciente visita a Airbus en Madrid
Como en el ejemplo de la foto inicial del post, coleóptero (escarabajo) y bolsa de chips, tienen cosas en común: ambos han de ser resistentes a la ruptura, a la humedad, ser transpirables; comunicar; ser ligero…. Mientras que el escarabajo emplea un solo polímero la quitina, la bolsa requiere de diferentes materiales en base a la función que requiere de cada una de ellas (PE50, PET12; ALU9, tintas…). En el primer caso la quitina es biodegradable, no tóxico dentro de un ciclo circular; mientras que el snack no lo es, durará entre nosotros décadas (tras ser empleado minutos) y se irá acumulando en nuestros basureros…
Empezamos a comprender y aplicar los modelos naturales que nos ayuden a ajustarnos a las leyes inexorables de nuestro planeta y adaptarnos mientras damos pasos a evolucionar mejor como habitantes de esta maravillosa nave espacial que ocupamos.
