La naturaleza como modelo: esqueletos y formas de peces inspiran a los fabricantes de automóviles

Es cierto que han pasado muchas cosas desde la invención del automóvil en 1886. Pero comparado con cuatro mil millones de años de evolución, eso apenas es más que un abrir y cerrar de ojos. La naturaleza suele tener soluciones mucho mejores.

¿Esto es diseño o se puede ir? Cuando Klaus Millerferli sostiene en sus manos las cúpulas amortiguadoras del nuevo Mercedes EQXX, podría pensarse que se ha equivocado.

La voluminosa y desestructurada pieza metálica parece más un cubo de basura que algo vanguardista. Y el hecho de que el eje delantero del portador de tecnología eléctrica deba apoyarse en ella resulta difícil de creer para el director del proyecto.

Pero Millerferli acuna la pieza fundida en su mano con el mayor aprecio y se regocija en su bajo peso y su forma aérea. Pues no sólo es extremadamente estable, sino que pesa cuatro kilos menos que un componente convencional.

Creados según el modelo de la naturaleza: esqueletos hechos de carbono

"Para ello, lo construimos siguiendo el modelo de la naturaleza", dice el ingeniero. En lugar de desarrollarse en el tablero de dibujo con el mismo software en el ordenador que se utiliza para generar los monstruos de los juegos de ordenador -no dibujados, sino literalmente cultivados-, parece por tanto un esqueleto.

Y al igual que los huesos de los seres humanos o de los animales, la parte estructural es extremadamente estable en los puntos cruciales, pero no necesita exceso de material en ninguna parte y, por lo tanto, es especialmente ligera.

Millerferli sigue así una tendencia muy popular actualmente entre los desarrolladores de automóviles. En la lucha por conseguir el menor peso posible y la máxima autonomía, se están inspirando en la naturaleza. Esto es especialmente evidente en el Mission R, con el que Porsche está dando forma al coche de carreras eléctrico del futuro.

En lugar de construir un armazón y luego recubrirlo con una carrocería, el biplaza lleva un esqueleto de carbono que se ve desde lejos y cuyos huecos, abiertos como una cercha, permiten vistas y perspectivas bastante inusuales, sobre todo en el techo.

"Forma y función se unen a la perfección", afirma el diseñador Peter Varga. "Porque este llamado exoesqueleto no sólo es especialmente ligero y estable, sino que además tiene un aspecto espectacular".

Tortuga y cráneo de dinosaurio

Otros tuvieron esta idea antes que Porsche: En el proveedor de servicios de desarrollo Edag de Wiesbaden, por ejemplo, existe el portador de tecnología Genesis. Su carrocería está modelada a partir de un caparazón de tortuga de la impresora 3D.

O el deportivo biplaza del Instituto Fraunhofer de Ingeniería de Fabricación y Automatización (IPA) de Stuttgart. Para garantizar que realmente se mantiene por debajo de los 500 kilos y sigue ofreciendo suficiente protección contra accidentes, el cráneo del Simosaurus tuvo que servir de modelo para la estructura de su carrocería.

Por último, los investigadores encontraron algunos paralelismos interesantes: Durante la caza, el hueso se estresaba del mismo modo que el chasis al conducir por una pista llena de baches. Y cuando la mandíbula se cerraba al comer, actuaban fuerzas similares a las de un choque, explican los expertos del IPA.

Vagabundo en tierra y elegante en el agua

Además de la construcción ligera y la seguridad, es sobre todo la aerodinámica la que se inspira en la naturaleza. "En lo que respecta a la resistencia al flujo, la evolución ya ha producido algunas formas sensacionales", afirma Teddy Woll, responsable del túnel de viento de Daimler. Por ejemplo, el pingüino.

En tierra, puede parecer lento y su andar no es ni eficaz ni estético. "Pero en el agua, nadie puede engañarlo", dice Woll, que podría extenderse durante horas sobre las aves y los peces. Así que no es de extrañar que algunos detalles de nuestros coches recuerden a alas o aletas, o que toda la forma emule a un pez.

Sin embargo, también hay límites, sobre todo en el conflicto entre aerodinámica y estética, admite Woll. Nos recuerda al pez cofre que se convirtió en el modelo del Coche Biónico de Suabia en 2005. El pez es especialmente aerodinámico y el coche inspirado en él es increíblemente eficiente, con un valor Cd de 0,19. Pero no es lo único aerodinámicamente eficiente.

Pero la belleza es otra historia. Aunque se adapta perfectamente a una furgoneta compacta o a un todoterreno, es poco probable que esta forma atraiga el gusto del gran público, por lo que hace tiempo que ha vuelto a desaparecer en la sala de pruebas de los diseñadores.

Efecto flor de loto para limpiar aseos y flancos de neumáticos

Estructuras corporales como un esqueleto óseo, piezas estructurales crecidas y líneas de diseño como los cuerpos de los peces: por muy nuevas que puedan ser estas ideas, la biónica es cosa vieja. Ya se trate de automóviles, aviación o tecnología doméstica, la naturaleza ha proporcionado el modelo para los logros prácticos desde tiempos inmemoriales.

Uno de los ejemplos más populares de la transferencia de la naturaleza a la fábrica es el llamado efecto flor de loto, con el que las hojas de la planta se han armado contra la suciedad.

Los investigadores lograron transferir el principio de las pequeñas protuberancias, responsables de que el agua y, por tanto, también las partículas de suciedad se desprendan de la superficie de la planta, a las superficies artificiales. Esto garantiza que los lavabos o las tazas de váter estén siempre limpios. Esta propiedad pronto hará superfluos los lavados de coches para los fabricantes de pintura, y los fabricantes de neumáticos querrán mantener limpios los flancos de sus neumáticos.

El tiburón eficiente como modelo para coches más eficientes

Pero no son sólo las flores las que inspiran a los investigadores, sino incluso las escamas de los peces. Los investigadores de BMW, por ejemplo, se fijaron hace unos años en la piel del tiburón. Sus perfiles especiales pueden reducir la resistencia a la fricción hasta en un tres por ciento.

La idea: si estos perfiles se transferían a una lámina y se pegaban a la chapa, el consumo de combustible podría reducirse en consecuencia. Sin embargo, los bávaros no siguieron adelante con esta idea.

Esto no es inusual: porque los ideales biónicos chocan a menudo con otros requisitos del coche, ya sean los costes, la implantación en la producción o simplemente el gusto: "Porque no todo lo que nos dicta la biónica en términos de diseño, por ejemplo, atraería a los consumidores", dice el aerodinamista de Mercedes, Woll, relatando la continua disputa constructiva con los diseñadores.

Por lo tanto, la biónica no está descartada. Al contrario: los enfoques de desarrollo existentes no siempre pueden tener en cuenta los numerosos retos a los que se enfrenta actualmente la industria automovilística. Por ello, se están buscando soluciones en otros sectores, incluida la biónica: "La biónica aporta interesantes inspiraciones y enfoques de soluciones", afirma Julia Jung, portavoz de BMW.

Fuente: Esqueletos y formas de pez inspiran a los fabricantes de automóviles / Nürnberger Nachrichten (18.10.2022)