DISEÑO SOSTENIBLE por el Prof. Dr. D. Alberto Requena Rodríguez, académico de número

Los moluscos bivalvos segregan, a través de una glándula, un tejido fino de sedosos filamentos, con los que se fija a las rocas y al suelo marino, es la denominada seda de mar. Se ha producido en el Mediterráneo hasta principios del siglo XX, en especial las de la especie Pinna nobilis, o nacra en términos vulgares, que llega a alcanzar más de un metro de longitud y vive más de 20 años y habita los prados de poseidonia y se dispone verticalmente. Hoy es una especie protegida en la Unión Europea desde 1992 y en peligro de extinción, debido desde a la pesca hasta la desaparición de los prados de poseidonia, a especies invasoras o a la pesca de arrastre. Es capaz de colonizar fondos blandos sin ningún tipo de vegetación y, sorprendentemente, por no tener antecedentes, han aparecido en el Mar Menor donde, con su escaso hidrodinamismo,  tienen un refugio al ofrecerle protección.

Otrora, el biso fue una fibra apreciada. Su etimología encastra con el hebreo, arameo, griego y latín. Siempre significó lino amarillento, lino fino o algodón fino, ya que no solo se refería a las secreciones de moluscos bivalvos, sino a los hilos y a los delicados tejidos confeccionados con él, costosísimos y conocidos como biso y, en la actualidad, como seda de mar. Se le reconocían por los pescadores  propiedades hemostáticas y se empleaba en el cuidado de heridas propias de la actividad pesquera.

Los moluscos bivalvos se sujetan a las rocas y fondos marinos mediante las “barbas” que se denominan biso. Allí filtran el agua para obtener el alimento, pero bien sujetos mediante unas hebras resistentes y flexibles, que científicos del Instituto Max Planck liderados por Harrington, han desvelado que contiene una proteína en la capa externa que alberga iones metálicos, responsables de la dureza y de la extensibilidad de las fibras. El examen minucioso al microscopio desveló que las fibras están dotadas de una cutícula externa constituida por un compuesto denominado DOPA, que resulta ser un potente adhesivo

La DOPA (3,4 difenilalanina)  es un sustrato de la ruta metabólica de las catecolaminas, dopamina, noradrenalina y adrenalina, neurotransmisores básicos en la actividad neuronal. La DOPA tiene como precursor al aminoácido paratirosina que,  junto con la tirosina hidroxilasa, perniten sintetizarla. Es una molécula que actúa como precursora en el metabolismo secundario de la tirosina y la fenilalanina y produce metabolitos secundarios. La conjunción de Dopa, que resulta ser pegajosa, y la dureza que le aporta el hierro, producen unas fibras fuertes y flexibles.

En el caso de los mejillones Quin y Buehler, del MIT, concluyen que los hilos son delgados y si se les aplica una fuerza de estiramiento, resultan ser más frágiles que en el caso de percebes u ostras, aunque suficientes para sobrevivir absorbiendo la fuerza de impacto, aun cuando pueda llegar a ser, hasta nueve veces superior a la de estiramiento. Aluden a la composición para justificarlo. El biso tiene una componente rígida y otra elástica. La rígida es la implicada en la adherencia a las superficies, normalmente rocosas, mientras que la elástica es la que lo mantiene unido al bivalvo. De la composición de la parte elástica se obtuvo un pegamento en la Universiad de Chicago, aplicable en Medicina como sellador para reparar la membrana fetal y, en un alarde de autoconfiguración de hidrogeles antibacterianos y polímeros, para administrar fármacos anticancerígenos en la estrategia de lograr una destrucción térmica de las células afectadas. Un pegamento submarino permitiría fijar sensores u otros dispositivos bajo el agua, asi como actuar en suturas de huesos, tendones, etc que es imprescindible que sean biocompatibles y cuyo rendimiento tiene que acontecer en humedad permanente.

La vida, la Naturaleza, nos enseña muchas cosas, incluyendo tecnología y diseño. Los organismos bien adaptados al medio natural tienen muchos problemas resueltos. La cuestión no es sólo de matiz, sino importante, no se trata de que apliquemos la biomimética, por ejemplo, usando bacterias para limpiar las aguas. Eso no estaría inspirado por la Naturaleza, ya que es un bioprocesamiento, pura biotecnología aplicada, que usa microorganismos para que hagan el tratamiento. En realidad, este proceso es muy viejo y siempre se ha denominado domesticación. Lo que realmente tiene interés es aprender algo, obtener la idea del proceso que tiene lugar en un organismo para aplicarla posteriormente. Si examinamos una concha marina, podemos observar los depósitos, que no son otra cosa que carbonato cálcico. Lo único genial es que esos depósitos están modulados por una proteína que propicia que los iones disueltos y presentes en el agua de mar, logren depositarse en ese medio acuoso y cristalicen en la posición oportuna y conveniente y formen las conchas. No solo es un depósito, sino un autoensamblaje por el cual el agua marina deposita los iones en ella disueltos. Hay que preguntarse por la forma y tamaño final. No es cualquiera, no tiene lugar el proceso de forma indefinida, aunque en el medio sigan habiendo cantidades para proseguir. Empieza en un tiempo y lugar y finaliza. Del mismo modo que el bivalvo exuda una proteína y comienza la cristalización, libera otra proteína que la detiene. Las proteínas de finalización se van adhiriendo los depósitos a la cara creciente del material e impiden que siga cristalizando. Hay productos desarrollados que imita el papel de la proteína inhibidora. Los inhibidores enzimáticos son moléculas que se unen a los enzimas y afectan a su actividad. La formación de depósitos en las tuberías se beneficiarían de los procesos indicados.

En resumen, hay microorganismos y organismos que ya resolvieron algunos de los problemas que los humanos encaramos ahora. Aprender del mundo natural es una cosa. La respuesta a muchos de nuestros problemas están en cualquier parte de la Naturaleza. Se trata de aplicar las lentes apropiadas. Tres mil ochocientos millones de años para entre diez y treinta millones de especies bien adaptadas, supone que, al menos hay unos 30 millones de soluciones de adaptación. Estas soluciones están en el contexto Tierra, que habitamos, el mismo en el que estamos sumidos, que es donde surgen los problemas que tenemos que resolver. Se trata de imitar la genialidad de la vida, no desde la ceguera, sino tomando los principios de diseño, la genialidad del mundo natural. Aprender algo de la Naturaleza. Ahí están los principios de diseño sostenibles.