Innovación inspirada en la naturaleza para la energía sostenible

En este artículo, Alessandro Bianciardi, experto en Solar Impulse y cofundador de Planet S.A.S, habla de cómo podemos aprender de la naturaleza para ayudar a la transición hacia una sociedad sostenible. Este artículo se ha vuelto a publicar con el permiso de Alessandro y de la revista EU-China Energy Magazine. Puede encontrar la versión originalaquí.

Los retos relacionados con la energía son muchos: acceso, seguridad, eficiencia y energía limpia. También están interconectados, tanto para las personas como para los ecosistemas. No se puede abordar un reto sin tener en cuenta otros sectores energéticos o sin que tenga un impacto en otros retos globales como la salud pública, la escasez de agua, la degradación del suelo, la biodiversidad, la inclusión social, el cambio climático, etc. Este es el reto global del desarrollo sostenible: es un concepto dinámico que ha evolucionado a lo largo de muchos años y la sociedad aún no está preparada para navegar por su complejidad con confianza.

Las lecciones de la naturaleza pueden ayudar a trazar el camino hacia la sostenibilidad. En primer lugar, los ecosistemas naturales son el único ejemplo convincente de sostenibilidad en la Tierra. En segundo lugar, los ecosistemas, que incorporan una miríada de especies de organismos, ya han resuelto problemas complejos similares a los que nos enfrentamos hoy.

Como sociedad, nos alineamos intuitiva y progresivamente con los principios de los ecosistemas. El reto ahora es adoptar conscientemente este proceso para acelerarlo y hacerlo más eficaz. Ese es el objetivo de la biomímesis y de las soluciones basadas en la naturaleza. Ambas disciplinas prometen aportar soluciones viables y sostenibles a los complejos retos a los que se enfrenta nuestro planeta.

Mientras que las soluciones basadas en la naturaleza la utilizan para alcanzar objetivos definidos (por ejemplo, utilizar árboles para capturar CO2 o reducir la erosión del suelo), la biomímesis pretende emular a la naturaleza para inspirar una innovación más sostenible (por ejemplo, desarrollar la fotosíntesis artificial). Estos enfoques pueden describirse como innovación inspirada en la naturaleza (NII).

La investigación en NII ha experimentado un aumento exponencial en todo el mundo en los últimos 15 años. En los próximos cinco años, es probable que aparezcan soluciones comercializables de NII en sectores como la biomedicina, la industria del automóvil, la aviación, los materiales de construcción y arquitectura, la electrónica, la energía, la óptica y los textiles.

Sin embargo, sigue siendo necesario que el mundo académico, la industria y el sector público realicen un esfuerzo coordinado para capitalizar el potencial de las NII, aún muy desaprovechado, con el objetivo de aumentar el conocimiento y de los métodos de diseño de inspiración biológica en todos los niveles del sistema educativo, así como en la sociedad civil:

• Mejorar la comunicación de las soluciones de inspiración biológica desde el mundo académico hasta la industria, y desde las nuevas empresas innovadoras de inspiración biológica hasta las industrias tradicionales.
• Estimular la inversión pública y privada en la investigación aplicada de la bioinspiración que tiene un gran potencial de sostenibilidad.
• Estimular a la industria para que invierta en el desarrollo de innovaciones radicales (que la naturaleza puede inspirar), así como de innovaciones incrementales.
• Promover planes de innovación abierta para la investigación bioinspirada, con el fin de compartir costes y resultados entre los socios industriales.

En la UE, la NII está ganando terreno. Varias universidades de la UE ya imparten cursos dedicados a los métodos de diseño de inspiración biológica, lo que mejora las competencias de los futuros profesionales y empresarios de la industria.

La investigación sobre conceptos de inspiración biológica está pasando del ámbito académico al sector privado a través de empresas derivadas, empresas de nueva creación y transferencia de tecnología a la gran industria (especialmente en sectores como la automatización, los dispositivos médicos, los materiales y la gestión de la información). Los especialistas en metodologías de ideación bioinspiradas ya ayudan a las empresas a innovar sus productos, procesos de producción y organización interna.

De hecho, la cuota de la UE en el mercado de la biomimética es la segunda después de la de Norteamérica. La Comisión Europea considera que las NII son fundamentales para la innovación sostenible. Ya se dispone de fondos para la investigación y las aplicaciones bioinspiradas en el marco del programa Horizonte 2020 de la UE, y se liberarán más en el marco del Programa Europeo para el Medio Ambiente. En los Estados miembros de la UE, los planes de recuperación tras la pandemia de Covid-19 se centran en la transición ecológica, en la que, de nuevo, las soluciones inspiradas en la naturaleza ocupan un lugar destacado.

NII para la energía sostenible

Al adaptar los modelos naturales para abordar los retos relacionados con la energía a los que se enfrenta la comunidad mundial, abrimos un mundo de oportunidades. La NII puede ayudar en el camino hacia una energía asequible y limpia, reduciendo la intensidad energética de la sociedad y conduciéndola hacia la neutralidad del carbono.

Los sistemas vivos nos muestran estrategias y mecanismos nuevos y más sostenibles para acceder a la energía renovable y almacenarla, convertirla y distribuirla de forma segura evitando el derroche de calor. Ofrecen modelos para dispositivos hidro/aerodinámicos, edificios, ciudades e industrias más eficientes desde el punto de vista energético; para sistemas energéticos descentralizados, adaptables e inteligentes que utilizan fuentes de energía renovable disponibles localmente. Las estrategias y políticas para facilitar la introducción integrada y sostenible de estas soluciones prácticas pueden desarrollarse a diferentes escalas territoriales con el objetivo final de la transición hacia economías circulares (Fig. 1).

NII para el crecimiento verde en China

China se enfrenta a retos complejos. No solo pretende reducir la intensidad energética de su economía y aumentar la proporción de energía limpia en su combinación de combustibles, sino también hacer frente a la extensa degradación del suelo, la expansión urbana insostenible y la contaminación del aire y el agua.

Las NII podrían hacer una valiosa contribución en el camino de China hacia el crecimiento verde y la "civilización ecológica" a la que aspira.El terreno ya es fértil: China ya está en camino de aplicar conceptos como la economía circular, la simbiosis industrial y la agroecología, que, traducidos a principios naturales, representan la base del funcionamiento de los ecosistemas.

China alberga una gran cantidad de proyectos de investigación de NII. Gracias a los avanzados procesos de producción y materiales del país, la investigación y el desarrollo de nuevas ideas bioinspiradas se acelerarán. Además, la capacidad de China para llevar a cabo proyectos piloto a gran escala podría permitir la prueba y validación de la tecnología de los IN para una mayor replicación en todo el mundo.

Al adoptar un enfoque inspirado en la naturaleza, las empresas chinas podrán lograr la innovación de sus productos. Asimismo, las instituciones chinas podrían establecer un marco integrado para promover, desarrollar y coordinar la actividad de las NII, no sólo en el sector energético, sino en todos los sectores. Este enfoque permitiría avanzar rápidamente en la investigación multidisciplinar y en los enfoques inspirados en la Naturaleza en pos de un crecimiento verde más acorde con los ecosistemas naturales de los que todos dependemos.