Saludos comunidad Steemit. En este nuevo post vengo con la tercera y última parte de la saga ¿AZAR O DISEÑO?, donde presento diversos casos de la naturaleza que reflejan una sorprendente ingeniería que ha inspirado a la ciencia moderna de copiar estos modelos para aplicarlos a nuevas soluciones que sean de uso práctico a la humanidad. Desde mi punto de vista, todas estas complejas estructuras y su funcionamiento no pudieron surgir de la nada, al azar, por casualidad o mera coincidencia. Detrás de todo tuvo que estar envuelta una mente inteligente que diseñó todas estas cosas, al igual que detrás de los inventos modernos que copian estas estructuras igual existe una mente inteligente que los diseña. Solo que cada quien saque sus conclusiones y medite en cada caso.

La capacidad del cuerpo humano de reparar las heridas

UNO de los procesos que hacen que la vida sea posible es la capacidad del cuerpo para sanar sus heridas y regenerar el tejido dañado. Este proceso de cicatrización empieza en cuanto se produce una herida.

Piense en lo siguiente: La cicatrización se consigue mediante una serie de complejas reacciones celulares.

Las plaquetas de la sangre se adhieren al tejido alrededor de la herida y forman un coágulo que sella los vasos sanguíneos dañados.
La inflamación del área lastimada ayuda a que no se infecte y elimina cualquier basurita o residuo.
En cuestión de días, el cuerpo reemplaza el tejido dañado, contrae la herida y restaura los vasos sanguíneos afectados.
Por último, el tejido de la cicatriz remodela y fortalece el área dañada.

Algunos investigadores se inspiraron en la coagulación para crear plásticos que se “curan” a sí mismos. Estos plásticos tienen diminutos tubos alineados que contienen dos sustancias químicas que “sangran” cuando se dañan. Al mezclarse las dos sustancias, se forma un gel que cubre la zona afectada, llenando los huecos o grietas. A medida que el gel se endurece, forma una sustancia resistente que reestablece la firmeza del material original. Uno de los investigadores reconoce que este proceso sintético de cicatrización —todavía en fase de desarrollo— “se asemeja” a la cicatrización natural.

La capacidad de almacenamiento del ADN

LOS usuarios de computadora producen enormes cantidades de información digital, la cual debe almacenarse para su uso posterior. Los científicos buscan revolucionar los sistemas actuales de almacenamiento digital imitando un sistema natural muchísimo más avanzado: el ADN.

Piense en lo siguiente: El ADN de la célula contiene miles de millones de datos biológicos que se conservan por muchísimo tiempo. “Podemos extraer [el ADN] incluso del hueso de un mamut, [...] y aún se puede leer”, asegura Nick Goldman, del Instituto Europeo de Bioinformática. “Además, es increíblemente pequeño y denso —añade—, y no necesita electricidad, por lo que es muy fácil de mantener y transportar.” ¿Podría el ADN almacenar información hecha por el hombre? La respuesta de los científicos es sí.

Un equipo de investigadores ha logrado almacenar imágenes y archivos de texto y de audio en ADN artificial —tal como se hace con dispositivos digitales—, y luego extraerlos sin ningún error. Los científicos creen que, con el tiempo, un gramo (0,04 onzas) de ADN artificial podría almacenar la información de tres millones de discos durante cientos —o hasta miles— de años. En principio, este sistema podría almacenar toda la información digital del planeta. Por eso se ha llamado al ADN “lo último en discos duros”.

Los bigotes del gato

LOS gatos domésticos suelen ser nocturnos, y todo indica que sus bigotes les sirven para detectar objetos cercanos y cazar en la oscuridad.

Piense en lo siguiente: Los bigotes de los gatos están conectados a una red de nervios sensoriales capaces de detectar hasta el más leve movimiento de aire. Por eso, los gatos se dan cuenta de que tienen un objeto cerca aunque no lo vean. ¡Una gran ventaja en la oscuridad!Los gatos también pueden calcular la posición exacta y el movimiento de un objeto o presa gracias a que sus bigotes son sensibles a los cambios de presión del aire. Además, estos les sirven para medir el ancho de una abertura y ver si pueden pasar.

La Encyclopædia Britannica reconoce que “las funciones de los bigotes (vibrisas) del gato aún no se han comprendido del todo; sin embargo, se sabe que si a un gato se le cortan los bigotes, este queda temporalmente incapacitado”.Los científicos están diseñando robots con sensores que funcionan de forma parecida a los bigotes del gato. Estos “bigotes electrónicos” les permitirían a los robots rodear obstáculos.

Según Ali Javey, investigador de la Universidad de California en Berkeley, dichos sensores “podrían tener una amplia gama de aplicaciones en la robótica avanzada, en los interfaces que facilitan la comunicación entre las máquinas y los usuarios, y en el campo de la biología”.

Las patas del caballo

UN CABALLO puede correr a 50 kilómetros (30 millas) por hora. Pero aunque esta acción implica un gran esfuerzo, consume muy poca energía. ¿Cómo es posible? El secreto está en las patas.Las patas del caballo tienen una combinación de músculos y tendones que funcionan como resortes: absorben energía cuando las patas tocan el suelo y la liberan para impulsar al caballo hacia delante.

El problema es que los tendones podrían lastimarse por la fuerte vibración de las patas. Por eso, los músculos funcionan como amortiguadores. Los investigadores han dicho que este mecanismo es muy especializado y le aporta agilidad y fortaleza al caballo.

Los ingenieros están tratando de imitar este mecanismo para usarlo en robots de cuatro patas. No obstante, les está costando mucho trabajo hacerlo con los materiales y conocimientos actuales debido a que el diseño es complejísimo, asegura el Laboratorio de Robótica Biomimética del Instituto Tecnológico de Massachusetts.

El pelaje de la nutria marina

MUCHOS mamíferos acuáticos que viven en aguas frías tienen una gruesa capa de grasa bajo la piel para mantener su temperatura corporal. Pero la nutria marina utiliza un aislante diferente: un tupido abrigo de pelo.

Piense en lo siguiente: El pelaje de la nutria marina es más denso que el de cualquier otro mamífero: unos 155.000 pelos por centímetro cuadrado (1.000.000 por pulgada cuadrada). Al nadar, su pelaje retiene una capa de aire entre el pelo y la piel, que actúa como aislante. Esto impide que el agua fría esté en contacto directo con su piel, y así mantiene el calor.Los científicos creen que se puede aprender mucho del pelaje de la nutria marina.

Han probado diferentes abrigos de pelo sintético, variando la longitud y la separación de los pelos, y han llegado a la conclusión de que, “cuanto más tupido y largo sea el pelaje, más seco se mantendrá o mejor repelerá el agua”.

En otras palabras, la nutria marina puede presumir de tener un “abrigo” realmente eficiente.Los investigadores esperan que sus estudios sirvan para mejorar el diseño y la producción de innovadores tejidos repelentes al agua. Quizás algún día, los buzos que se sumergen en aguas frías terminen llevando un traje con un pelaje similar al de la nutria marina.

Bacterias que descomponen el petróleo

EN EL 2010, casi 800 millones de litros (cinco millones de barriles) de petróleo se derramaron en el golfo de México cuando una plataforma petrolera explotó y se hundió. En cuestión de meses, la contaminación de aquel derrame prácticamente había desaparecido. ¿Cómo fue posible?

Piense en lo siguiente: Algunos científicos han descubierto que una clase de bacterias marinas pueden descomponer las moléculas de hidrocarburo de cadena larga del petróleo. El microbiólogo medioambiental Terry Hazen cataloga a estos microorganismos como “misiles buscadores de petróleo”.

Estas bacterias fueron en parte responsables de la limpieza del derrame que hubo en el golfo de México.Un informe de la BBC declara: “En cierto sentido, no es extraño que en el mar haya bacterias que consumen petróleo”. Después de todo, añade el informe, “las fisuras naturales del fondo marino han ido soltando crudo en los mares del mundo” desde siempre.Aunque los esfuerzos del hombre por limpiar los derrames de crudo dan resultados, pudieran perjudicar más que ayudar.

Los productos químicos que se usan dificultan los procesos naturales para descomponer el crudo. Además, estos químicos son tóxicos y permanecen en el medioambiente durante mucho tiempo. Sin embargo, gracias a los sistemas naturales para descomponer el petróleo, como estas bacterias, el mar puede limpiarse sin los efectos negativos que tienen los métodos artificiales

Las plumas primarias de las aves en vuelo

Las puntas de las alas de los aviones crean remolinos de aire. Estos producen resistencia al avance, lo cual aumenta el consumo de combustible y genera turbulencia para los aviones que vienen detrás. Por eso, en los aeropuertos hay que dar suficiente tiempo entre despegue y despegue para que los remolinos desaparezcan.Los ingenieros aeronáuticos han descubierto una solución para reducir el problema: las aletas, o winglets. Se inspiraron en la forma que toman las plumas primarias de las águilas, las cigüeñas y otras aves mientras planean.

Piense en lo siguiente: Mientras estas grandes aves planean, las plumas que tienen en la punta de las alas se doblan hacia arriba hasta quedar casi verticales. Esa posición les permite obtener un impulso proporcionalmente superior al tamaño de sus alas y mejora el rendimiento. Realizando pruebas en túneles de viento, los ingenieros descubrieron que si daban a la punta de las alas la curvatura y la alineación precisas, mejoraban el rendimiento en un 10% o más. ¿Cuál es la razón?

Esa curvatura que dan las aletas reduce la resistencia al disminuir el tamaño de los remolinos. Además, crea un tipo de impulso que “contrarresta en parte la resistencia creada por la aeronave”, comenta una enciclopedia de aviación.Las aletas contribuyen a que el avión vuele más lejos, lleve una mayor carga, consuma menos combustible y tenga alas más cortas —lo cual facilita las maniobras en los aeropuertos—.

Tan solo en 2010, las aerolíneas del mundo “se ahorraron 7.600 millones de litros (2.000 millones de galones) de combustible” y redujeron de manera importante las emisiones de sus aviones, asegura un comunicado de prensa de la NASA.

El plumaje del pingüino emperador

EL PINGÜINO emperador puede moverse como una bala por el agua y salir disparado hacia el hielo. ¿Cómo lo logra?

Pluma de un pingüino emperador

Piense en lo siguiente: El pingüino emperador ahueca sus plumas a fin de atrapar aire y aislarse del frío extremo. Pero ese aire también le permite moverse dos o tres veces más rápido en el agua.

Un grupo de biólogos marinos cree que lo consigue liberando el aire en forma de miles de burbujitas que reducen la fricción superficial y aumentan la velocidad.Los ingenieros están buscando maneras de aumentar la velocidad de los barcos usando burbujas para reducir la fricción en el casco. No obstante, reconocen que “no será nada fácil recrear el complejo plumaje del pingüino con membranas o mallas porosas hechas por el hombre”.

El eficiente vuelo del albatros viajero

LAS aves planeadoras pueden permanecer en el aire con muy poco esfuerzo. El albatros viajero es un ejemplo sobresaliente. Esta ave, que tiene una envergadura de 3,4 metros (11 pies) y pesa casi 9 kilos (20 libras), puede recorrer miles de kilómetros sobre el mar con muy poca energía. ¿Cuál es su secreto? Su anatomía y su técnica de planeo.

Piense en lo siguiente: Durante el vuelo, el albatros activa unos tendones especiales que mantienen extendidas las alas y le permiten descansar los músculos. Por otro lado, puede planear durante horas y horas gracias a que aprovecha magistralmente los vientos oceánicos.

El albatros asciende, gira en la dirección del viento y desciende. Esta maniobra se repite una y otra vez, y le aporta la energía necesaria para superar la resistencia del viento. Hace poco, los científicos lograron descubrir dicha maniobra.

Usando rastreadores de alta precisión y programas especializados, se dieron cuenta de que el albatros obtiene la energía en la parte alta de la maniobra, al girar. Según ellos, “la extracción de energía” es “uniforme y continua” y permite al ave planear por horas y horas sin batir las alas ni una sola vez.Este descubrimiento puede contribuir al diseño de vehículos aéreos más eficientes o incluso sin motor.

El sistema de navegación de la aguja colipinta

LA AGUJA colipinta realiza uno de los viajes migratorios más asombrosos que conoce el hombre. Esta ave vuela 11.000 kilómetros (7.000 millas) durante ocho días o más sin detenerse.

Piense en lo siguiente: Los investigadores creen que algunos tipos de aves se valen del campo magnético de la Tierra para orientarse, como si tuvieran una brújula cerebral.

En el caso de la aguja colipinta, puede que también se guíe de día por el Sol y de noche por las estrellas. Parece que incluso es capaz de percibir cuando se acercan sistemas de tormentas y aprovecha los vientos de cola. Sea como fuere, los expertos todavía no terminan de explicarse cómo realizan estas aves su increíble viaje. “Llevo estudiándolas veinte años —dice el biólogo Bob Gill—, y todavía me dejan boquiabierto.”

La piel de las serpientes

COMO las serpientes no tienen extremidades, se arrastran para moverse, por lo que necesitan una piel que resista la fricción constante. Algunas especies escalan árboles de troncos muy rugosos y otras se arrastran sobre la áspera arena. ¿Por qué es tan resistente su piel?

Piense en lo siguiente: La estructura y el grosor de la piel de las serpientes varía de una especie a otra, pero todas tienen algo en común: es dura por fuera y se va suavizando en sus capas interiores. ¿Por qué es tan útil esta característica? Según la investigadora Marie-Christin Klein, “los tejidos con una capa exterior rígida que va haciéndose más flexible en las capas interiores distribuyen la fuerza de los impactos por una superficie mayor”. Esta estructura única le da a la serpiente la tracción que necesita para moverse por el suelo y a la vez reduce el daño en la piel distribuyendo uniformemente la presión que ejercen sobre ella las rocas afiladas. Como las serpientes suelen mudar de piel solo cada dos o tres meses, es vital que les dure todo ese tiempo.

Las propiedades de la piel de serpiente serían muy útiles en el campo de la ingeniería médica, pues permitirían crear implantes resistentes a la fricción y de duración extralarga. Por otro lado, los motores y las cintas transportadoras necesitarían menos lubricantes —los cuales contaminan— si logran imitar dichas propiedades.

La estructura del panal

LAS abejas de la miel (Apis mellifera) construyen sus panales con cera que producen en unas glándulas situadas en la parte inferior del abdomen. Estos panales son considerados maravillas de la ingeniería. ¿Por qué?

Piense en lo siguiente: Los paneles están formados por celdas hexagonales. Por siglos, los matemáticos han sabido que no existe mejor forma que el hexágono para aprovechar al máximo el espacio con el mínimo de material, pero nunca habían podido decir por qué. No obstante, en 1999, el profesor Thomas C. Hales demostró matemáticamente este hecho y explicó las ventajas de lo que llamó la “conjetura del panal de abejas”.

Gracias a las celdas hexagonales, las abejas pueden aprovechar al máximo el espacio, producir un panal ligero y resistente con muy poca cera, y almacenar la mayor cantidad posible de miel. No extraña que muchos llamen al panal “una obra maestra de la arquitectura”.De hecho, los investigadores ya están imitando el panal para producir estructuras resistentes que aprovechen bien el espacio. Por ejemplo, los ingenieros aeronáuticos utilizan paneles hexagonales para fabricar aviones más resistentes y ligeros que consuman menos combustible.

Neuronas sensibles al movimiento

LAS langostas viajan en enjambres de hasta 80 millones de ejemplares por kilómetro cuadrado (0,4 millas cuadradas), y sin embargo nunca chocan entre sí. ¿Cuál es su secreto?

Piense en lo siguiente: Detrás de cada ojo, la langosta tiene una neurona sensible al movimiento llamada lóbulo detector gigante de movimiento. Cuando estas neuronas perciben que hay riesgo de choque, envían mensajes a las alas y las patas del insecto para que reaccionen de inmediato. La reacción es cinco veces más rápida que un parpadeo.A partir de este descubrimiento, los investigadores han diseñado un sistema computarizado que permite a un robot detectar y evadir obstáculos sin necesidad de complicados radares o detectores infrarrojos.

Este avance permitirá equipar a los automóviles con un sistema de advertencia rápido y preciso que podría reducir el número de colisiones. “Aunque la langosta parece un insecto muy simple, tenemos mucho que aprender de ella”, comentó el profesor Shigang Yue, de la Universidad de Lincoln (Reino Unido).

La visión borrosa de la araña saltarina

LA ARAÑA saltarina posee un sistema ocular muy especial que le sirve para calcular con precisión la distancia a la que debe saltar para alcanzar los objetos. ¿Cómo funciona dicho sistema?

Piense en lo siguiente: La araña se vale de una peculiaridad de sus dos ojos principales, cada uno de los cuales tiene una retina con varias capas. Dos de ellas son sensibles a la luz verde; de esas dos, una recibe las imágenes enfocadas, y la otra las recibe borrosas. Cuanto más desenfocada aparece la imagen en esta capa, más cerca del ojo se encuentra el objeto. Este detalle permite a la araña calcular la distancia exacta que tiene que saltar para atrapar a su presa.Los investigadores quieren copiar esta técnica de la araña saltarina para crear cámaras 3D y hasta robots que puedan calcular la distancia a un objeto.

El servicio de noticias en Internet ScienceNOW explicó que la visión de la araña saltarina es “un emocionante ejemplo de cómo pueden arreglárselas unos animalitos de medio centímetro de longitud [0,2 pulgadas] y con un cerebro más pequeño que el de la mosca para recopilar información visual compleja y actuar en consecuencia”.

El pegajoso secreto de la araña común de casa

LA ARAÑA común de casa (Parasteatoda tepidariorum) fabrica puntos de fijación para su telaraña con un adhesivo que puede ser fuerte para pegarse a la pared, o débil para despegarse del suelo y funcionar como trampa de resorte a fin de capturar presas. ¿Cómo logra la araña producir ambos tipos de anclaje con un solo pegamento?

Anclaje fuerte

Piense en lo siguiente: La araña fija su telaraña en la pared, el techo o una superficie similar tejiendo parches de seda superadhesivos llamados discos de anclaje. Estos discos son capaces de resistir el impacto de una presa voladora. Pero un grupo de investigadores de la Universidad de Akron (Ohio, Estados Unidos) ha descubierto que la estructura de los discos que se fijan al suelo es completamente distinta. Como tiene menos puntos de adherencia, el hilo de la tela puede desprenderse con facilidad y llevarse consigo la presa que se tope con él.

Según un comunicado de prensa de la Universidad de Akron, los investigadores que descubrieron esta maravilla de la naturaleza “están trabajando en el desarrollo de un pegamento sintético que imite la inteligente estrategia de diseño empleada por la araña de casa”. La idea es crear un adhesivo que pueda usarse tanto en fracturas de hueso como en vendajes.