La naturaleza es una eterna pugna entre sistemas ofensivos y defensivos. Por cada pájaro devorador de anfibios hay una rana venenosa. Por cada depredador con colmillos existe una tortuga con caparazón. Pero, si buscamos a los reyes del blindaje, la fauna marina nos ofrece algunos de los ejemplos más contundentes. Basta con pensar en las conchas de los bivalvos o en la auténtica armadura de crustáceos como el bogavante o la cigala, que guardan sus preciadas carnes bajo un caparazón prácticamente inexpugnable. Sin embargo, existe un molusco cuya armadura es bastante peculiar, ya que aúna la resistencia de un bivalvo con la flexibilidad de un crustáceo.
El secreto del chitón, también conocido como cucaracha o cochinilla de mar, reside en las ocho placas mineralizadas que configuran la concha que lo recubre. Se trata de piezas arqueadas y móviles que semejan las tejas de un tejado. Y esa peculiaridad, en un nuevo ejemplo de biomimética submarina, ha sido la fuente de inspiración para el desarrollo de una nueva bioarmadura por parte de un equipo de investigadores pertenecientes a diversas instituciones. Entre ellas se cuentan el MIT, la Universidad de California y el Instituto Oncológico Dana-Farber de la Escuela Médica de Harvard en EE. UU., y el Instituto Max Planck en Alemania.
Una investigación biomimética pionera
Aunque se conocía su resistencia, la estructura de la concha del chitón no se había estudiado a fondo. Debido a ello, el equipo de investigadores ha empezado por analizar su configuración por medio de tomografía 3D. Partiendo de esos datos, han hecho un modelado 3D para ensamblar las piezas en diversas posiciones sobre un sustrato blando, de tal modo que pudieran determinar la resistencia de cada disposición. Este proyecto de biomimética les permitió entender los mecanismos que ofrecen al chitón su mezcla única de flexibilidad y resistencia. Esto se debe a que, al ser sometidas a presión, las placas convergen entre sí para formar una barrera sólida. En cambio, cuando no sufren ningún tipo de carga, las piezas recuperan su movilidad. Así, el modelado por ordenador ha revelado a los investigadores el punto exacto en el que esta armadura alcanza su resistencia máxima.
Niveles de flexibilidad y protección variables
Gracias a esta oscilación entre flexibilidad y resistencia, los investigadores han establecido los principios para la fabricación de una armadura bioinspirada con diversos niveles de protección para cada parte del cuerpo. Así, los elementos que recubran las articulaciones serán más flexibles que aquellos destinados a proteger el pecho o la espalda. El trabajo de investigación basado en la biomimética, que se ha publicado en la revista científica Nature Communications, ha requerido varios años de esfuerzo, pero ha permitido sentar unas bases sólidas para el desarrollo de este tipo de bioarmaduras. Según los investigadores de este proyecto tecnológico, partir del estudio pormenorizado de la estructura de la concha de los chitones ha posibilitado una comprensión clara de los principios biológicos que hay detrás de su resistencia. El siguiente paso será el desarrollo de nuevos tipos de armaduras que se sometan a diversas pruebas de resistencia.
Si quieres conocer más ejemplos de tecnologías inspiradas por el reino animal y vegetal, te recomendamos que eches un vistazo a este artículo sobre eficiencia energética bioinspirada.