Las lecciones de construcción que podemos aprender de las termitas

Las lecciones de construcción que podemos aprender de las termitas

Un soldado de “Trinervitermes geminatus”, una termita granjera CreditC. Jost, CRCA, CBI, CNRS, Toulouse

En la capital de Zimbabue, un edificio llamado Eastgate Centre ocupa 3250 metros cuadrados de espacio para oficinas y tiendas. Usa un 90 por ciento menos energía que el edificio de al lado que es de un tamaño parecido.

¿Cuál es el secreto de Eastgate Centre? Las termitas.

En la década de los noventa, Mick Pearce, el arquitecto del edificio, se inspiró en los montículos que construyen las termitas que cultivan hongos, cuando los vio en un programa televisivo sobre la naturaleza. Los insectos creaban sus propios sistemas de aire acondicionado que hacían circular aire frío y caliente entre el montículo y el exterior.

A medida que los arquitectos y constructores buscan nuevas maneras de enfriar los edificios sin usar más energía en un mundo que se calienta cada vez más, un estudio sobre otro tipo de montículo también de termitas sugiere que Pearce no será la última persona en recibir consejos de diseño de parte de estos primos de las cucarachas.

“Creemos que los humanos son los mejores diseñadores, pero esto no es realmente cierto”, dijo Kamaljit Singh, ingeniero en Imperial College de Londres y uno de los autores del estudio publicado el 22 de marzo en la revista Science Advances. “Podemos aprender de los animales pequeños”.

Singh y sus colegas usaron tecnología de escaneo de alta resolución, así como simulaciones físicas y computarizadas para examinar la estructura microscópica de las paredes externas de los nidos de termitas africanas. En losas que a simple vista parecen ser sólidas, el equipo encontró una red de diminutos poros interconectados. A partir de principios básicos de física, estos poros regulan la ventilación, la humedad, y quizá la temperatura, dentro del montículo y el nido. Estas estructuras naturales podrían servir de inspiración para ingenieros y constructores, demostrando cómo puede lograrse la comodidad solamente gracias a la estructura.

Las lecciones de construcción que podemos aprender de las termitas

El sistema de aire acondicionado del Eastgate Centre en Harare, Zimbabue, estuvo inspirado en nidos de termitas. CreditDavid Brazier vía Wikimedia Commons

Hay alrededor de 2600 especies de termitas, y solo aproximadamente dos decenas de estas infestan y destruyen edificios. Muchas más son constructoras altamente sociables que buscan proteger a sus reinas y asegurar que sobrevivan sus colonias.

El dióxido de carbono debe salir para que no se sofoquen en sus nidos subterráneos, y el oxígeno debe entrar. Los montículos que construyen las termitas sobre los nidos son los pulmones que hacen posible esta respiración.

Pero hay diferentes tipos de montículos. Las termitas que cultivan hongos construyen estructuras con chimeneas y aberturas que hacen las veces de ventanas. En las estructuras de las termitas que no son granjeras, como las que los investigadores recolectaron en Senegal y Guinea, no se alcanzan a ver aberturas. A simple vista, “todo está bloqueado”, dijo Singh.

Pero los poros están ahí, porque los montículos constan de bolas apiladas de arena mezclada con saliva y tierra. Se forman espacios pequeños dentro de estas bolas y otros más grandes entre ellas. Investigaciones previas con tomografías computarizadas revelaron los poros pequeños en las paredes exteriores de estos nidos.

Pero con microescáneres de tomografía computarizada, el equipo vio el interior con más profundidad, con mayor resolución y quedaron al descubierto las conexiones entre los poros más pequeños y los más grandes. El hecho de que esta microestructura fuera prácticamente la misma, sin importar si se había construido con arena seca de Senegal o arcilla húmeda de Guinea, sugería que la estructura y no el material era la clave de la ventilación.

Cuando el equipo hizo una simulación con vientos fuertes, las estructuras sin los poros más grandes no podían respirar tan bien y acumulaban más dióxido de carbono. Los investigadores también empaparon las paredes de los montículos con agua para reproducir el efecto de una lluvia intensa. La estructura de poros grandes y pequeños se secó más rápidamente.

Scott Turner, un fisiólogo que no participó en el estudio, dijo que la investigación de Singh mostró cómo estos poros ayudan a gestionar el flujo de gas y el sistema de drenaje.

“Si observas la física del intercambio de gases en el pulmón, se parece mucho a cómo está organizado el montículo de las termitas”, afirmó Turner.

El movimiento creado por el viento, al igual que las contracciones musculares, permite que los gases se mezclen y lleguen a lugares importantes, como un nido de termitas o la sangre humana. “Si piensas en qué es el montículo”, explicó, “es literalmente un órgano fisiológico construido con tierra por un montón de pequeñas termitas”.

Las lecciones de construcción que podemos aprender de las termitas

Tres vistas de un nido de termitas, incluyendo, desde la izquierda, una fotografía del nido, una tomografía del interior del nido y las redes de galerías y caminos que hay en él. CreditG. Theraulaz, CRCA, CBI, CNRS, Toulouse

El equipo también piensa que los poros podrían ayudar a regular la temperatura. Pero Turner afirma que en otros nidos es la tierra la que hace esto; se necesita investigar más al respecto.

Tampoco queda claro cómo trabajan juntas las termitas para construir estas estructuras. Podrían coordinar acciones por medio de la sinergia, una especie de sistema de comunicación indirecta en el que las termitas responden a residuos químicos que otras van dejando, dijo Guy Theraulaz, biólogo francés que también trabajó en el estudio. Se cree que una feromona, o una señal química en la saliva de las bolas de arena, les dice a las termitas ciegas cuándo construir.

“No tienen que pensar en realidad”, dijo. Siguen reglas que resultan de fuerzas evolutivas y funcionan como un programa de inteligencia artificial.

Piensen o no, “en lo personal me gustaría que más personas fueran como las termitas y se sintieran más cómodas con una ventilación natural”, dijo Maki San Miguel Paulson, arquitecta que da asesoría sobre la envolvente de las edificaciones, las capas exteriores que hacen que el aire se quede sellado dentro del edificio. Ella dijo que las termitas, “no quieren un ambiente hermético; quieren que el aire fluya en su edificación”.

Generalmente los constructores se concentran en la ventilación mecánica —ventiladores, calefacción, enfriamiento— que usa combustible y es más fácil de controlar. Los edificios ecológicos suelen ser más pequeños de tamaño, pues es difícil lograr la comodidad en sistemas que dependen de climas con variaciones. “¿No sería genial si las personas pudiéramos hacer un edificio que lograra ambas cosas?”, se preguntó.

Singh y sus colegas esperan que los estudios futuros de los nidos de otras especies de termitas revelen principios generales de diseño que se puedan replicar a escala humana. Y, como ya lo demuestra el Eastgate Centre, los edificios inspirados en termitas no tienen que verse como si las termitas los hubieran construido.

“Es peligroso ver formas y figuras hermosas en la naturaleza y simplemente copiarlas”, dijo Pearce. “No estamos copiando las formas. Estamos copiando el proceso que creó esa forma”.

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