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El misterio de los ríos que se comportan como ríos

Por Daniel Bruno* (CSIC)

Un río no es estático, no sigue siempre el mismo curso. Si pudiéramos ver el trazado de un río pintado en un mapa a lo largo de los siglos veríamos que no es una mera línea azul, sino un intrincado conjunto de líneas que se contrae, expande, y cambia su curso a lo largo del tiempo. Las lluvias provocan crecidas naturales en los ríos; especialmente en los ubicados en la cuenca mediterránea, que periódicamente reciben episodios de lluvias torrenciales. Pero esto no es un misterio. Nunca lo ha sido. Pese a su poder destructivo si no se gestionan adecuadamente, las crecidas son necesarias tanto para el propio río como para el mar que va a alimentarse de él.

Los ríos no son meros canales de agua, su dinámica natural implica la ocupación periódica de sus cauces mayores e incluso la llanura de inundación durante las crecidas. Generalmente vemos esta realidad de manera sesgada por nuestra corta perspectiva temporal de lo que es un río. Solo en los últimos siglos hemos conseguido moldear esa dinámica fluvial a nuestros intereses y necesidades. Y lo hemos hecho básicamente gracias a dos estrategias: la construcción de embalses y la canalización de los ríos.

Crecida extraordinaria del río Ebro a su paso por Zaragoza, en abril de 2018. / Daniel Bruno

La falsa domesticación de los ríos españoles y sus consecuencias

Los ríos de España se encuentran entre los más regulados del mundo, con un mayor número de presas por kilómetro de río y una gran capacidad de agua embalsada (top 5 mundial) para la precipitación que se recibe. Somos el país de Europa con mayor número de grandes presas (1.200), duplicando a Turquía, segundo del ranking, según la Agencia Europea de Medioambiente (2018). La labor de presas y embalses para almacenar agua, laminar avenidas y producir energía es inestimable. Sin embargo, interrumpen el flujo de especies, agua y sedimento con graves implicaciones ecológicas y socioeconómicas. En el río Ebro, por ejemplo, están provocando que cada vez llegue menos sedimento al delta, lo que agrava su hundimiento, y afecta así a la pesca en el Mediterráneo, la formación de playas o la producción de arroz. Un impacto menos evidente de las presas es la interrupción del ciclo del fósforo. Con los grandes embalses impedimos que especies anádromas (aquellas que viven en el mar, pero durante su vida remontan los ríos para reproducirse y morir) migren aguas arriba transportando desde el mar al interior un elemento clave para la agricultura: el fósforo. Otro impacto social que pasa a veces desapercibido es la inundación de pueblos y de las tierras más fértiles para cultivos como consecuencia de la construcción de presas.

Una estrategia que se ha desarrollado en paralelo a la construcción de presas y embalses es la canalización y construcción de defensas laterales. Esto ha supuesto un estrangulamiento de los ríos y la degradación de las riberas fluviales con numerosos daños económicos en las zonas bajas. El levantamiento de defensas cada vez más altas, junto a los dragados y la eliminación de vegetación (mal llamada limpieza de cauces) son estrategias que solo aumentan el potencial efecto devastador aguas abajo al aumentar el poder erosivo del agua que discurre por el cauce. Con ello, se crea una falsa sensación de seguridad que nos lleva a construir cada vez más cerca del río.

En un contexto de cambio climático en el que las lluvias serán más irregulares y destructivas, siempre habrá un punto débil a lo largo del recorrido del río donde los daños sean máximos. Además, hay que tener en cuenta que la defensa hace de efecto barrera en las dos direcciones: si la avenida consigue superar la altura de la defensa o sube el nivel freático a la superficie (cuando hay crecidas el río también puede inundar “por debajo”, por filtración, como consecuencia de la subida del nivel freático), el agua tardará más en evacuarse de la zona anegada, con los correspondientes perjuicios económicos para estas tierras. Por tanto, las defensas fijas se deberían reservar exclusivamente para áreas urbanas en las que no hay posibilidad de alejar las edificaciones y darle espacio al río. Afortunadamente, la ciencia, la política y la gestión ambiental han identificado medidas más eficaces en las últimas décadas y nos encontramos inmersos en un cambio de paradigma potenciado por la Directiva Europea de Inundaciones (2007/60/CE) y su transposición al ordenamiento español (RD 903/2010). Este cambio está centrado en la gestión del territorio a escala de cuenca hidrológica para mitigar inundaciones.

Hay que empezar a interiorizar que las inundaciones tienen su origen en una mala gestión del territorio, en una mala planificación a nivel de cuenca hidrológica, especialmente en todo el territorio que queda aguas arriba del lugar donde estas se producen. En este sentido, se expone a la población a un riesgo que es, en la mayoría de los casos, evitable con una correcta gestión. Y existen herramientas tanto para mejorar esta gestión, como para que la población tenga información precisa y fiable de las zonas susceptibles de inundarse durante las crecidas y episodios de lluvias fuertes. El conocimiento nos permite tomar decisiones informadas. Por ejemplo, si fuera a comprarme una casa, consultaría con detalle si una vivienda se encuentra en una zona de alto riesgo de inundación, es decir con una probabilidad de inundación alta, cada 10 años de media.

Crecida del río Gállego a su paso por Zaragoza, en abril de 2018 / Daniel Bruno

De luchar contra el río a colaborar con él

El daño que genera una riada no depende solo de su magnitud sino de la exposición de la población a la misma. El nuevo paradigma en la gestión de ríos establece que la cuestión no es si un río mediterráneo se desborda o no, es decir, que se expanda más allá de su cauce habitual, sino dónde y cuándo lo hace para maximizar los beneficios y minimizar los daños. Esto implica primar la protección de núcleos urbanos a cambio de facilitar que el río ocupe esporádicamente su lugar en zonas no pobladas, como son zonas naturales y campos. Cuando dejamos espacio al río (alejando las defensas o haciéndolas permeables) o permitimos que se desborde de forma controlada (es decir, planificando a nivel de cuenca los lugares más óptimos) estamos disminuyendo la velocidad del agua y su destrucción aguas abajo. Además, al mismo tiempo, permitimos que multitud de funciones y servicios de los ecosistemas tengan lugar en nuestro propio beneficio.

Es comprensible que la medida pueda suscitar polémica en el sector agrícola que puede perder puntualmente sus cosechas, pero no hay que perder de vista que las avenidas son un proceso histórico y a la larga beneficioso para el río, para las riberas e incluso para los propios campos de cultivo, si sabemos gestionarlas adecuadamente. Por ejemplo, la resistencia a la inundación puede variar de unas pocas horas a semanas, dependiendo de la especie que se plante. No es casualidad que las vegas fluviales sean los terrenos más fértiles para la agricultura, dado que las crecidas e inundaciones aportan limos y nutrientes esenciales a las tierras bajas, y más en un futuro próximo donde los fertilizantes químicos o de síntesis podrían escasear. Además, unas riberas bien conservadas producen innumerables beneficios, como la mejora de la calidad del agua, la fijación de suelo o la disminución de la erosión, y actúan a su vez como corredor ecológico para numerosas especies de animales y plantas.

Por último, en los próximos años, la frecuencia e intensidad de los fenómenos extremos como las avenidas y las sequías aumentará, por lo que deberíamos pasar de una visión de dominancia sobre la naturaleza a una de convivencia, adaptación e integración de la dinámica fluvial en la planificación territorial. Solo si la ciencia, la naturaleza, la sociedad, la política y la gestión van de la mano aplicando el conocimiento científico en la toma de decisiones y en las medidas a implementar sobre el terreno tendremos la oportunidad de minimizar los daños y maximizar los beneficios de fenómenos naturales cada vez más extremos. Lo contrario traerá más sufrimiento del necesario para hacer frente al enorme reto que supone el cambio climático en curso.

 

*Daniel Bruno es investigador del CSIC en el Instituto Pirenaico de Ecología (IPE).

El cambio climático y la guerra en Ucrania están en nuestro plato

Por Daniel López García (CSIC) *

¿Cómo va a impactar la guerra de Ucrania en nuestra alimentación? La respuesta dependerá de las medidas que tomemos. Y también de si estas tienen en cuenta los efectos que el cambio climático está teniendo sobre el sistema alimentario y la relación entre cambio climático y sistema productivo. Trataré de explicarlo en las siguientes líneas.

Gurra contra la naturaleza

Traspasar las tensiones sociales a la naturaleza

Durante las últimas décadas, las desigualdades sociales se han tratado de aliviar facilitando el acceso a bienes de consumo baratos a toda la población. Esto ha supuesto un incremento creciente de la producción intensiva y el consumo desmesurado, que se ha asentado en una mayor presión sobre los recursos naturales. Por ello podemos decir que las desigualdades se han aliviado en buena medida gracias a traspasar la tensión social hacia la naturaleza… y eso a pesar de que esas desigualdades no han dejado de crecer.

El problema es que la naturaleza está mostrando un elevado nivel de agotamiento: cuanta más presión introducimos, más se desequilibra, lo que a su vez genera nuevas tensiones sociales. La guerra en Ucrania es una buena muestra de ello: un conflicto relacionado con el control de los recursos naturales –el gas ruso atraviesa Ucrania, un territorio rico en minerales y productos agrícolas– provoca un alza de precios y desabastecimiento que dan lugar a tensiones sociales en todo el planeta, como las recientes movilizaciones del sector agrícola y del transporte que hemos vivido en España. Algo similar ocurre con el cambio climático y la pandemia de COVID19, dos fenómenos que tienen su origen en la creciente presión humana sobre los recursos naturales y que han producido ya tensiones sociales a escala global: desempleo, empeoramiento de la calidad de vida, estancamiento de la actividad económica, migraciones, etc.

Un modelo agrícola en crisis

En estos bucles de insostenibilidad social e insostenibilidad ecológica nuestra alimentación juega un papel relevante. Por un lado, la producción de alimentos a gran escala se encuentra en crisis por su elevada dependencia de materias primas que han alcanzado o se encuentran cerca de su pico de extracción: el petróleo que mueve la maquinaria o el gas, los nitratos y los fosfatos que se utilizan en la producción de fertilizantes y pesticidas. Por otro lado, los rendimientos agrícolas generan y a su vez se ven afectados por algunos de los procesos ecológicos y geológicos en los que los límites planetarios están desbordados en mayor grado, como el cambio climático, la pérdida de biodiversidad, el agotamiento de los ciclos geoquímicos de nitrógeno y fósforo o el cambio en los usos del suelo. Y, por último, los flujos globales de alimentos baratos entre unas partes del mundo y otras han quedado en entredicho después de que la pandemia dificultara los transportes internacionales y el alza de precios del petróleo los haya encarecido sobremanera. Todo ello amenaza nuestra seguridad alimentaria, algo que se deja ver en parte en el alza de los precios de los alimentos.

En este contexto, ¿cómo deberíamos gestionar los impactos de la guerra en Ucrania sobre nuestra alimentación? Para intentar que el sector alimentario europeo no colapse, algunas voces están proponiendo rebajar los estándares ambientales en la producción de alimentos. Se plantea, por ejemplo, importar piensos transgénicos y alimentos cultivados con pesticidas prohibidos en la UE; o incrementar las superficies de cultivo en detrimento de los barbechos.

Esto supone un auténtico paso atrás con respecto a la estrategia “De la granja a la mesa”, aprobada en 2020 por la Comisión Europea tras un arduo debate, y que entre otras cosas establece reducciones en los usos de antibióticos en ganadería y de fertilizantes y pesticidas químicos en agricultura, así como el objetivo de que un 25% de la superficie cultivada europea en 2030 sea de producción ecológica. No nos podemos permitir retrasar los cambios a los que ya estamos llegando tarde, como evidencia el último informe del Panel Intergubernamental de Cambio Climático (IPCC), que asigna un tercio de las emisiones de efecto invernadero al sistema alimentario, o las elevadas cifras de enfermedades no transmisibles (y el gasto sanitario asociado), relacionadas con pesticidas y con dietas insostenibles y poco saludables.

La hora de actuar

El cambio climático será (y en buena medida ya lo está siendo) mucho más destructivo que una guerra, y sus impactos durarán mucho más que la guerra más larga. El último informe del IPCC, presentado el 28 de febrero, hace hincapié en la necesidad urgente de adoptar medidas inmediatas y más ambiciosas para hacer frente a los riesgos climáticos. “Ya no es posible continuar con medias tintas”, asegura su presidente.

La gravedad del cambio climático y los últimos informes del IPCC han alentado a parte de la comunidad científica a movilizarse para demandar cambios urgentes. Durante la segunda semana de abril de 2022, científicos y científicas de todo el mundo llevarán a cabo acciones de desobediencia civil aliados con diversas organizaciones ambientalistas, como Extinction Rebellion.

La comparación entre cambio climático y guerra es muy clarificadora. A lo largo de los últimos siglos, y especialmente desde el siglo XX, nuestras sociedades han entendido la relación con la naturaleza a través de la dominación, como una guerra contra la naturaleza que ahora parece que vamos perdiendo. Pero ni la naturaleza está en guerra contra la humanidad ni esa guerra es posible, porque somos parte de la naturaleza y esta vive en cada uno de nosotros y nosotras. De hecho, para poder superar ambos problemas –la guerra en Ucrania y el cambio climático– será necesario salir del escenario bélico entre sociedad y naturaleza, plagado de ‘daños colaterales’, como la idea de que para enfrentar los impactos de la guerra podemos presionar más sobre los recursos naturales. Esta idea de guerra sociedad-naturaleza solo generará nuevas crisis que se solaparán con las actuales.

El caso es que hay un consenso elevado acerca de qué camino tomar respecto a la alimentación entre los estados nacionales y las instituciones globales, como la UE, el IPCC o las agencias de Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (FAO), el Medio Ambiente (UNEP) o la Salud (OMS). Recientes informes y acuerdos globales coinciden en que es urgente, posible y necesario alimentar al mundo a través de sistemas alimentarios agroecológicos; basar nuestra alimentación en alimentos locales, frescos, sostenibles (ecológicos) y de temporada; y modificar la dieta para reducir la ingesta de carnes (y limitarla a aquellas procedentes de la ganadería extensiva) y de alimentos procesados. La combinación de crisis sociales y ecológicas que hoy nos asola debe servir para iniciar ya los cambios necesarios, y no para seguir echando leña al fuego.

* Daniel López García es investigador del CSIC en el Instituto de Economía, Geografía y Demografía (IEGD-CSIC).

Te contamos por qué son tímidos los árboles

Por Mar Gulis (CSIC)

Hace décadas apareció en la literatura científica el concepto de “timidez de los árboles” para referirse a un curioso fenómeno que se puede observar en los bosques: los árboles de la misma especie y, en ocasiones, de especies diferentes, mantienen sus copas a una distancia prudencial de los ejemplares adyacentes. Es decir, las copas de determinadas especies de árboles frondosos crecen dejando unos espacios o grietas, a modo de canales, entre sí y los otros ejemplares. Así, se desarrollan sin afectar (y casi sin tocar) al resto de individuos.

En una fotografía aérea presentada en la 17ª edición de FOTCIENCIA, su autor, Roberto Bueno Hernández, señala en el texto que la acompaña que aún no hay una explicación definitiva para esta curiosidad botánica. De hecho, hoy se tiende a pensar que quizá no hay una sola y única causa para la “timidez” de los árboles, sino que en cada especie en la que se da (pues no se da en todas), ese mecanismo adaptativo se desarrolla de diversas maneras y por razones diferentes. En este texto vamos a resumir las principales hipótesis que explican este fenómeno.

La imagen 'La timidez de los árboles' forma parte de la exposición y el catálogo de FOTCIENCIA17. / Roberto Bueno Hernández

La imagen ‘La timidez de los árboles’ forma parte de la exposición y el catálogo de FOTCIENCIA17 (CSIC-FECYT). / Roberto Bueno Hernández

  1. Hipótesis de la fricción o de la abrasión mecánica

Esta hipótesis fue presentada por el botánico australiano Maxwell Ralph Jacobs, quien por vez primera utilizó, en los años 50 del pasado siglo, la palabra “timidez” para referirse a esta manera en la que algunos árboles se retraen ante otros. Según su planteamiento, la abrasión o el roce que producen unas hojas contra otras cuando se ven azotadas por los vientos o las tormentas sería la causa de este fenómeno, pues se produciría una especie de “poda recíproca” debido a la fricción. Ahora bien, en la actualidad la comunidad científica baraja otro tipo de explicaciones que veremos a continuación.

  1. Hipótesis de los fotorreceptores

Los árboles, y las plantas en general, deben adaptarse a las condiciones de luz para sobrevivir y asegurar su fotosíntesis y desarrollo. A diferencia de los animales, las plantas no pueden trasladarse de lugar ante las condiciones adversas o en busca de ambientes que les sean más favorables, por lo que parece que han desarrollado mecanismos, a través de fotorreceptores o “sensores de luz”, mediante los cuales pueden detectar y sentir diferentes intensidades y longitudes de onda para optimizar su crecimiento. De este modo, tienen la posibilidad de minimizar los posibles daños por exceso o defecto de radiación adaptándose a las diferentes condiciones del entorno. Así, según esta explicación, la acción de los fotorreceptores haría que los brotes más cercanos al dosel arbóreo crecieran menos al acercarse a sus vecinos, pues es donde menos cantidad de luz recibirían.

El fenómeno de la "timidez de los árboles" se puede observar fundamentalmente en los bosques con especies de eucaliptos, pinos y hayas.

El fenómeno de la «timidez de los árboles» se puede observar fundamentalmente en bosques con especies de eucaliptos, pinos y hayas.

  1. Hipótesis de la alelopatía

La tercera explicación relaciona este fenómeno con la alelopatía, mecanismo por el cual los organismos cercanos, de una misma especie o de especies diferentes, se envían señales químicas. Estos compuestos bioquímicos, o aleloquímicos, pueden tener efectos (positivos o negativos) sobre su crecimiento, reproducción o incluso sobre su supervivencia. El envío de compuestos químicos entre árboles, generalmente de la misma especie (aunque no solo) supone algún tipo de comunicación entre ellos, como explicaban en una entrada anterior de este blog los investigadores Rafael Zas y Luis Sampedro, de la Misión Biológica de Galicia del CSIC. Según la científica forestal canadiense Suzanne Simard, esta “comunicación química de los árboles” se daría en mayor parte bajo tierra a través de las redes micorrizales (es decir, de la simbiosis entre los hongos y las raíces de los árboles y las plantas) y formaría parte de toda una compleja red de cooperación entre especies para asegurar el beneficio mutuo. Esto es, Simard plantea un escenario donde los árboles, más que competir, cooperan para su supervivencia, formando parte de una simbiosis mutualista. Actualmente, esta tercera hipótesis parece ser la más respaldada por la comunidad científica.

Aunque probablemente no haya una explicación única para la timidez de los árboles, es indudable que estamos ante un mecanismo adaptativo que puede hacernos ver los bosques con otros ojos; al margen de nuestros problemas humanos, incluso de nuestra timidez.

Apps científicas que no te puedes perder

Por Mar Gulis

Identificar árboles y setas en tus paseos por el campo, colaborar con proyectos científicos recogiendo datos o visitar virtualmente centros de investigación emblemáticos… Estas son solo algunas de las posibilidades que te ofrecen las apps desarrolladas por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC). Te las presentamos a continuación, para que sepas cómo acercarte a la ciencia desde tu móvil o tablet.

Si te gusta la naturaleza no te puedes perder dos apps imprescindibles para ir de excursión: Arbolapp, que te permitirá reconocer árboles silvestres de un modo sencillo e intuitivo; y FungiNote, que te ayudará a identificar hongos y compartir tus fotos y hallazgos con otros usuarios y usuarias.

Tigatrapp y Arbolapp

Tigatrapp y Arbolapp son dos de las aplicaciones móviles del CSIC más populares.

Los contenidos de ambas han sido desarrollados por el Real Jardín Botánico del CSIC pensando en todo tipo de públicos. Arbolapp contiene fotografías, mapas de distribución y descripciones de 118 de especies de árboles silvestres de la Península Ibérica y las Islas Baleares. En sus fichas podrás encontrar diversas curiosidades, como que La Gioconda está pintada sobre una tabla de álamo o que en el Antiguo Egipto se usaban los frutos del almendro para ajusticiar a los criminales.

¿Qué hongo es ese? ¿Es venenoso? ¿En qué otros lugares crece? Preguntas como esta son las que trata de responder FungiNote, una guía de campo que incluye información e imágenes sobre 150 especies. Todas ellas están ilustradas con fotografías que, en muchos casos, se complementan con dibujos botánicos de finales del siglo XVIII, el siglo XIX y principios del XX.

Otras apps del CSIC invitan a la ciudadanía a involucrarse directamente en proyectos de investigación. Es el caso de Tigatrapp, una aplicación que permite participar en el estudio y seguimiento del mosquito tigre, especie invasora que está considerada potencial transmisor de enfermedades víricas tropicales, como el dengue y la chikungunya.

Desarrollada por el Laboratorio de Ecología del Movimiento del Centro de Estudios Avanzados de Blanes del CSIC, esta app te enseña a reconocer al mosquito tigre y te permite compartir fotografías y datos de localización de los ejemplares y lugares de cría que vayas localizando. También puedes participar en misiones puntuales propuestas por el equipo científico.

De ciencia ciudadana también se ocupa SeabirdsTagram. Si te dedicas a la pesca por profesión u afición y quieres colaborar en el estudio de las aves marinas del Mediterráneo, puedes utilizar esta app para enviar fotografías cada vez que encuentres un ejemplar accidentado en tus redes. Tus datos serán de enorme utilidad para que los científicos del Instituto Mediterráneo de Estudios Avanzados (CSIC-UIB) puedan estimar la tasa de mortalidad de aves amenazadas y evaluar el impacto de las capturas accidentales.

Otra opción es participar con tu móvil en el estudio del impacto del cambio climático en los encinares mediterráneos. A través de la app GeoODK, puedes evaluar el estado de los bosques de encinas que encuentres y enviar tu información a los investigadores del Museo Nacional de Ciencias Naturales.

Pero la cosa no queda aquí: si lo que quieres es hacer una visita virtual a los centros del CSIC con más historia y conocer los tesoros científicos que albergan en su interior, tienes a tu disposición las apps del Museo Nacional de Ciencias Naturales y del Real Jardín Botánico. Y si estás pensando visitar el Valle de Arán, no dudes en consultar Eth Holet, una aplicación en la que un duende mitológico te guiará por espacios naturales descritos por investigadores del CSIC. Por último, si lo tuyo es bucear en los restos del pasado, descárgate Arqueológicas, la versión para móviles del libro Arqueológicas: la razón perdida (Bellaterra, 2012), del investigador del CSIC Felipe Criado-Boado.

Te presentamos Arbolapp, una app gratuita para identificar árboles

FICHA ANDROIDok

Por Mar Gulis

¿Sabías que La Gioconda está pintada sobre una tabla de álamo? ¿O que los frutos del madroño contienen alcohol y su consumo excesivo puede provocar borracheras? ¿O que en el Antiguo Egipto se usaban los frutos del almendro para ajusticiar a los criminales? Estas son algunas de las curiosidades que recoge Arbolapp, una app con la que podrás identificar los árboles silvestres de la Península Ibérica y las Islas Baleares desde tu móvil. El lugar idóneo para utilizarla es el medio natural, así que si estás planeando una salida al campo, ahora tienes otro aliciente. Pero si no te mueves de casa, también puedes empezar a curiosear: Arbolapp ya se puede descargar gratuitamente en teléfonos Android o IOS.

Aunque su uso es muy intuitivo, vamos a dar algunas pistas. Esta app incluye información sobre 118 especies de árboles que pueblan bosques y demás hábitats naturales de la España peninsular, Portugal continental, Andorra y las Islas Baleares. A lo largo de 98 fichas encontrarás textos descriptivos, fotografías y curiosidades de arces, abedules, avellanos, higueras, fresnos, enebros, pinos, chopos… Además podrás acceder a mapas que te mostrarán en qué provincias está presente cada el árbol.

Para identificar una especie, puedes elegir entre dos tipos de búsqueda. Una guiada, en la que hay que escoger en sucesivas pantallas la alternativa que mejor describe el árbol que quieras reconocer; y otra abierta, que permite encontrar árboles por provincia, tipo de hoja, fruto, flor u otros criterios.

Fagus sylvatica, haya Felipe Castilla

Hojas de haya (Fagus sylvatica) / Felipe Castilla

Y si la botánica nunca ha sido tu punto fuerte, no te preocupes. Arbolapp está pensada para que cualquier usuario pueda manejarla, por eso utiliza un lenguaje asequible y cientos de fotografías y dibujos acompañan los textos para facilitar la comprensión. Eso sí, detrás de este proyecto está el trabajo de un equipo de personas pertenecientes al Área de Cultura Científica y al Real Jardín Botánico del CSIC, por lo que al afán divulgativo se une el rigor científico. Además, el proyecto ha sido cofinanciado por la Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología (FECYT).

Una cosa más: la app está disponible en Google play y App Store tanto en castellano como en inglés. También cuenta con una página web (www.arbolapp.es) donde encontrarás más información sobre su uso y contenidos. ¿Te animas a probarla?

Biomimética: bañadores que imitan la piel del tiburón y mucho más

Mario HoyosPor Mario Hoyos (CSIC)*

Muchas de las grandes innovaciones científicas se basan en la imitación de la naturaleza. La fascinante habilidad de determinados seres vivos para adherirse a las superficies, repeler el agua, endurecer la piel o generar energía a partir de la luz solar ha inspirado investigaciones punteras en el marco de lo que se conoce como biomimética. El término, que literalmente significa imitar la vida, fue introducido por el estadounidense Otto Schmitt en la década de 1950, cuando estudiaba el desarrollo de dispositivos electrónicos tomando como base el sistema nervioso del calamar.

Una de las áreas más beneficiadas por la biomimética ha sido la Ciencia de Materiales. El antecedente más conocido es el famoso velcro que en 1955 patentó el ingeniero suizo George de Mestral. El invento llegó después de haber estudiado la estructura de las flores de cardo y la gran adherencia que desarrollan en todo tipo de tejidos, debida a la multitud de ganchillos que actúan como resistentes garfios.

Los ganchillos del velcro (derecha) imitan a los del cardo (izquierda) / Zephyris - Olivepixel

Los ganchillos del velcro (derecha) imitan a los del cardo (izquierda) / Zephyris – Olivepixel

En la misma línea, las patas de algunas salamanquesas han inspirado la creación de estructuras superficiales con extraordinarias propiedades. Estos animales pueden adherirse a casi cualquier superficie gracias al entramado microscópico de las almohadillas de sus extremidades. Dicho entramado está compuesto por unos pelos muy finos (denominados setae), de tan sólo 0,1 mm de longitud, que terminan en pequeñísimas ramificaciones en forma de espátula. Pese a su diminuto tamaño, las setae de las patas de un Gecko Tokay macho de 70 gramos tienen una fuerza adhesiva que teóricamente podría sostener un peso de unos 133 kilos. Esto es debido a la denominada  fuerza de Van der Waals. En 2005, investigadores de la Universidad de Akron y del Instituto Politécnico Rensselaer (EEUU) crearon una estructura de setae sintética con nanotubos de carbono con la que se han obtenido mejores propiedades incluso que las de los gecko naturales.

La extraordinaria capacidad de adherencia del camaleón se debe a los finísimos pelos de sus extremidades / Bjørn Christian Tørrissen

La extraordinaria capacidad de adherencia de las salamanquesas se debe a los finísimos pelos de sus extremidades / Bjørn Christian Tørrissen

La repelencia al agua es otra propiedad de las superficies que se ha desarrollado extraordinariamente gracias a la biomimética. La rugosidad a escala molecular de la flor de loto ayuda a mantener en la parte superior de sus hojas hasta la más minúscula gota de agua, que resbala por su superficie por pequeñas que sean su masa e inercia. Esta ventaja evolutiva permite la ‘autolimpieza’ de sus hojas, ya que las gotas, cuando resbalan repelidas, arrastran las minúsculas partículas y bacterias que supondrían una amenaza para su supervivencia. Gracias al diseño biomimético, varios laboratorios y compañías han emulado la repelencia al agua o superhidrofobia de la flor de loto para crear superficies, pinturas y recubrimientos que se limpian con agua sin necesidad de detergente. No es descabellado imaginar azoteas y edificios recubiertos con pintura blanca (con mayor capacidad para reflejar la luz solar y, por tanto, reducir el efecto invernadero) que a la vez incorpora el ‘efecto loto’ para limpiarse con la única ayuda del agua de lluvia.

El modelo por excelencia que aúna repelencia al agua y diseño es la piel del tiburón: perfecto ejemplo natural de estructura hidrodinámica adaptada al movimiento en el agua. La piel de los escualos está cubierta por pequeñas escamas dentadas, cuya estructura varía en función del lugar que ocupan. A partir de esta característica se han creado bañadores de competición que reducen la fricción al máximo y la energía necesaria para desplazarse.

Bañador

Tomando como modelo la piel del tiburón, se han diseñado bañadores de alta competición / Albert kok – Wikipedia

La adhesión y la repelencia al agua no son las únicas propiedades que se han estudiado. La ciencia se fija en la naturaleza para buscar respuestas a necesidades sanitarias, energéticas o para desarrollar materiales inteligentes y tejidos capaces de cambiar de estructura blanda a rígida en cuestión de segundos. Y no es ciencia ficción. Pero eso, os lo contaremos otro día…

 

* Mario Hoyos es investigador Marie Curie del grupo HEMPOL del Instituto de Ciencia y Tecnología de Polímeros del CSIC.