BIOMIMETICA, LA NATURALEZA ENFOCADA AL FUTURO JAIME ALEXANDER VEGA GONZALEZ COD. 6502512 FACULTAD DE ESTUDIOS A DISTANCIA ESPECIALIZACION EN ALTA GERENCIA UNIVERISDAD MILITAR NUEVA GRANADA MSC JAIRO LAVERDE 07 de agosto del 2023 CONTENIDO Introducción ............................................................................................................................................................. 3 Desarrollo de conceptos ........................................................................................................................................... 4 Moda 2023 ........................................................................................................................................................... 4 Tendencia 2023-2028 ........................................................................................................................................... 5 Mega tendencia 2023 – 2038 ................................................................................................................................ 5 Ruptura 2023 – 2038 ............................................................................................................................................ 7 Germen de Cambio 2023 ...................................................................................................................................... 7 Bibliografía y cibergrafía ......................................................................................................................................... 10 INTRODUCCIÓN El presente documento entrega una visión de la innovación y desarrollo del mundo enfocada a la Biomimetica; una disciplina que estudia la naturaleza (plantas, animales, microorganismos) en busca de ideas e inspiración para la creación de nuevos productos, tecnologías y procesos. Los científicos e ingenieros que trabajan en Biomimetica buscan soluciones a los problemas humanos imitando mecanismos y sistemas que ya existen en la naturaleza. La idea de la Biomimetica es “aprender de la naturaleza” y aplicar ese conocimiento para mejorar la calidad de vida en el mundo actual. Consiste en observar y estudiar la naturaleza. En lugar de inventar algo nuevo, los científicos e ingenieros aprovechan las soluciones que ya existen en la naturaleza para resolver problemas humanos. Por ejemplo, el velcro se inventó después de que su creador se inspirara en la forma en que las semillas de bardana se adhieren a la ropa y al pelaje de los animales. Otro ejemplo es un diseño de avión inspirado en la forma en que vuelan los pájaros1. La Biomimetica tiene muchos beneficios potenciales. Al imitar la naturaleza, la Biomimetica puede ayudar a crear soluciones más eficientes y sostenibles. Al trabajar con la naturaleza, en lugar de contra ella, es posible crear productos y tecnologías que sean más amigables con el medio ambiente y tengan un impacto menos dañino en el planeta. Además, la Biomimetica también puede ayudar a desarrollar productos y tecnologías más robustos y duraderos que aprovechen los diseños y mecanismos que ya existen en la naturaleza López-López, J. A. (2021). 1 López-López, J. A. (2021). Introducción a la Biomimetica. [Mensaje en un foro de discusión]. Recuperado de https://github.com/jalopezl/YouBot DESARROLLO DE CONCEPTOS MODA 2023 La Biomimetica sigue teniendo relevancia en varios campos. Se pueden encontrar eventos en vivo que se realizan en diferentes partes del mundo, como el Congreso Internacional en Odontología Restauradora Biomimetica (CIORB) y el Congreso Internacional de Odontología Biomimetica. Uno de los hechos más relevantes en la actualidad está enfocado en la emisión de ultrasonidos a través del agua, arte que está dominado por los delfines, medio por el cual se han inspirado en su modulación para diseñar un sistema de alertas de sunami en el océano indico, otro de los avances tecnológicos que encontramos en el 2023 es el diseño de estructuras costeras inspirados en las corales y manglares con fin de disipar la energía del tsunami y reducir el impacto en ciudades costeras, por último se trabaja en la construcción de edificios basados en nidos de termitas u hormigas que construyen sus montículos de tierra de manera que regulan la temperatura interna sin la necesidad de sistemas para mejorar la eficiencia energética , la ventilación, y el diseño sostenible de los mismos, motivo por el cual se identifica que la naturaleza el mayor innovador del mundo ya que siempre se adapta a los problemas que se pueden presentar. El Roadshow Quantum-Leap 2023 es un proyecto de innovación inspirado en la biomimética que tiene como objetivo desarrollar materiales sostenibles. Este proyecto se enfoca en encontrar soluciones para el diseño y la fabricación de materiales que sean más respetuosos con el medio ambiente. En el Quantum-Leap 2023, se utilizan principios de la biomimética para crear nuevos materiales que imiten las características y propiedades de los materiales naturales. El objetivo es reducir el impacto ambiental de la fabricación de materiales y crear una industria más sostenible (Programa Cumbre Regional - ROADSHOW QUANTUM-LEAP 2023, s. f.)2. 2 Programa Cumbre Regional - ROADSHOW QUANTUM-LEAP 2023. (s. f.). https://web.cvent.com/event/bffd7c089fbc-4f27-bdd0-6282345d81ea/websitePage:3b379ddc-dc77-4096-b95e-7f9694e7b7a6 TENDENCIA 2023-2028 Se espera que la Biomimetica continúe creciendo como una disciplina interdisciplinaria en la que se pueden encontrar soluciones sostenibles e innovadoras inspiradas en la naturaleza por lo cual la tecnología debe continuar evolucionando y progresando en muchas áreas, incluyendo la inteligencia artificial, la robótica, la energía renovable y la medicina. Estos avances probablemente se basarán en una variedad de principios y estrategias inspirados en la naturaleza, incluida la Biomimetica. Algunos de los estudios biomiméticos que se esperan para la tendencia a 2028 incluyen la fabricación controlada de microambientes celulares biomiméticos para estudiar la mecano transducción , el uso de la odontología biomimética para desarrollar materiales dentales más efectivos, la creación de sistemas biomiméticos de captura y filtración de agua pluvial y la aplicación de la biomimética en el diseño de materiales inspirados en la naturaleza y en la nanotecnología La nanotecnología es pieza vital para los estudios enfocados en la Biomimetica como la construcción de prótesis retinianas y dientes artificiales que son más efectivos y duraderos. También se han creado nanopartículas inspiradas en la naturaleza para su uso en la medicina y en el desarrollo de materiales resistentes y duraderos3 (Estudian adelantos en nanotecnología biomimética, 2020). MEGA TENDENCIA 2023 – 2038 Medicina regenerativa: La biomimética aplicada al desarrollo de tejidos y órganos artificiales utilizando materiales y técnicas inspiradas en la naturaleza puede ofrecer soluciones innovadoras para la medicina regenerativa y la terapia celular. 3 Estudian adelantos en nanotecnología biomimética. (2020). UNIVERSIDAD DE COSTARICA. Recuperado 4 de agosto de 2023, de https://www.ucr.ac.cr/noticias/2009/08/05/estudian-adelantos-en-nanotecnologia-biomimetica.html Materiales avanzados: La investigación en biomimética ha llevado al desarrollo de materiales avanzados con propiedades únicas, como superficies auto limpiantes , adhesivos de gecko y materiales inspirados en conchas marinas que podrían revolucionar diversas industrias4. Robótica y sistemas autónomos: La biomimética ha inspirado el diseño de robots con capacidades avanzadas de locomoción, percepción y manipulación, lo que podría llevar a sistemas robóticos más eficientes y adaptables. Energía y eficiencia: La aplicación de principios biomiméticos en el diseño de sistemas energéticos y de eficiencia energética puede ayudar a desarrollar tecnologías más sostenibles y reducir el consumo de recursos. Ciencias de la salud: La investigación en biomimética podría conducir a nuevos enfoques para el tratamiento de enfermedades, como sistemas de administración de medicamentos inspirados en la naturaleza o terapias basadas en mecanismos biológicos. Diseño arquitectónico y urbano: La biomimética puede mejorar la eficiencia y sostenibilidad en el diseño de edificios y ciudades, utilizando soluciones inspiradas en la naturaleza para mejorar la calidad de vida y reducir el impacto ambiental. Agricultura y alimentación: La biomimética podría aportar soluciones innovadoras para mejorar la producción agrícola, el empaque y el procesamiento de alimentos de manera más sostenible y eficiente. Tecnologías de información y comunicación: La observación de cómo funcionan los sistemas biológicos puede inspirar el desarrollo de redes de comunicación más robustas y sistemas de procesamiento de información más eficientes. 4 Gaudí, un genio precursor de la sostenibilidad y Biomimetica arquitectónicas con un siglo de antelación, s. f. Estos estudios y áreas de investigación en biomimética tienen el potencial de impactar significativamente múltiples sectores en el futuro, contribuyendo al desarrollo de soluciones más sostenibles, eficientes e innovadoras. RUPTURA 2023 – 2038 Este tipo de tecnología no debería tener un factor que que pueda acabar con ella, esto teniendo en cuenta que se trata de una metodología y un enfoque basado en la naturaleza y su continua evolución, a pesar de esto pueden existir factores externos que podrían afectar su desarrollo y potencial para el futuro, donde se puede identificar: Falta de inversión en investigación: Existe la posibilidad que los países no vean la importancia de innovar apoyados en Biomimetica dejando la naturaleza al lado. Limitaciones tecnológicas actuales: Algunas tecnologías Biomimetica, aún pueden estar en una etapa temprana de desarrollo, lo que podría retrasar su adopción y aplicación en la vida cotidiana. Ética y preocupaciones de bioseguridad: La imitación de procesos biológicos podría plantear desafíos éticos y de bioseguridad, especialmente si se utilizan componentes biológicos vivos en dispositivos o sistemas tecnológicos. Barreras regulatorias: Las regulaciones y normativas de los entes gubernamentales podrían dificultar la implementación de soluciones Biomimetica, especialmente en sectores altamente regulados como la medicina o la industria. Falta de conciencia: Es posible que algunos responsables de la toma de decisiones no estén completamente informados sobre las ventajas y el potencial de la Biomimetica, lo que podría resultar en una baja prioridad de financiamiento para proyectos relacionados con esta disciplina. GERMEN DE CAMBIO 2023 Regeneración de tejidos enfocado en los reptiles; Los estudios en regeneración de tejidos en reptiles pueden inspirar avances significativos en medicina regenerativa humana. Al comprender los mecanismos biológicos involucrados en la regeneración de reptiles, los científicos buscan aplicar estos conocimientos para desarrollar terapias que promuevan la regeneración de tejidos en humanos (Duarte, s. f.)5 Si bien aún queda mucho por aprender sobre los mecanismos exactos de la regeneración en reptiles, la investigación en este campo muestra un gran potencial para abrir nuevas posibilidades en la medicina regenerativa y mejorar la calidad de vida de las personas que han sufrido pérdidas de tejidos debido a lesiones o enfermedades. Los reptiles, como las lagartijas y las salamandras, tienen una notable capacidad para regenerar tejidos, incluyendo extremidades, cola y piel, después de sufrir una amputación o lesión. Esta habilidad regenerativa ha sido objeto de estudio para entender los mecanismos biológicos involucrados y aplicarlos en la medicina regenerativa humana. Algunas de las características y procesos que hacen que la regeneración en reptiles sea tan interesante y valiosa en el contexto biomimético son: - Células madre y señalización: Los reptiles poseen células madre especializadas en los sitios de regeneración, que se activan y diferencian para formar nuevos tejidos en respuesta a señales moleculares específicas. - Formación de blastema: Después de una amputación, las células cercanas al sitio de lesión se reprograman y forman una estructura llamada blastema, que actúa como una masa de células indiferenciadas capaces de desarrollar diferentes tipos de tejidos. - Diferenciación controlada: La regeneración en reptiles involucra un proceso controlado de diferenciación celular, que permite que las células se conviertan en los tipos de tejidos adecuados para la estructura que se regenera. 5 Duarte, F. (s. f.). Implantes con superficie biomimética en el tratamiento de maxilares atróficos. CIENCIA Y CLÍNICA, 1. - Interacción con el sistema inmunológico: El sistema inmunológico de los reptiles juega un papel crucial en la regeneración, ya que controla la respuesta inflamatoria y promueve la cicatrización y el crecimiento adecuado de los tejidos regenerados Elizabeth (2023)6. 6 Elizabeth, V. V. K. (2023). Microdureza superficial del esmalte postblanqueamiento expuesto a remineralización convencional vs biomimética: estudio in vitro. BIBLIOGRAFÍA Y CIBERGRAFÍA López-López, J. A. (2021). Introducción a la Biomimetica. [Mensaje en un foro de discusión]. Recuperado de https://github.com/jalopezl/YouBot Programa Cumbre Regional - ROADSHOW QUANTUM-LEAP 2023. (s. f.). https://web.cvent.com/event/bffd7c089fbc-4f27-bdd0-6282345d81ea/websitePage:3b379ddc-dc77-4096-b95e-7f9694e7b7a6 Estudian adelantos en nanotecnología biomimética. (2020). UNIVERSIDAD DE COSTARICA. Recuperado 4 de agosto de 2023, de https://www.ucr.ac.cr/noticias/2009/08/05/estudian-adelantos-en-nanotecnologia-biomimetica.html Gaudí, un genio precursor de la sostenibilidad y biomimética arquitectónicas con un siglo de antelación. (s. f.). Google Books. Duarte, F. (s. f.). Implantes con superficie biomimética en el tratamiento de maxilares atróficos. CIENCIA Y CLÍNICA, 1. Elizabeth, V. V. K. (2023). Microdureza superficial del esmalte postblanqueamiento expuesto a remineralización convencional vs biomimética: estudio in vitro.