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Biodiseño

El biodiseño es un campo interdisciplinario que une principios de diseño con ciencias biológicas , ingeniería y biotecnologías emergentes . [ 1 ] [ 2 ] Se centra en la cooperaci...

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El biodiseño es un campo interdisciplinario que une principios de diseño con ciencias biológicas , ingeniería y biotecnologías emergentes . [ 1 ] [ 2 ] Se centra en la cooperación entre organismos vivos (como algas , bacterias y hongos ) para crear arquitectura, materiales, productos y sistemas. Estos componentes son sostenibles , regenerativos y, a menudo, adaptables a su entorno. [ 1 ] El biodiseño se inspira en la naturaleza, a veces utilizando la biología como medio. En tal caso, diseña con organismos vivos , imita procesos biológicos ( biomímesis ) o trabaja con materiales biofabricados. [ 3 ] Diferentes campos que aplican el biodiseño incluyen la arquitectura , el diseño de moda , la atención médica , el diseño industrial y la ciencia de los materiales . Uno de los objetivos del biodiseño es impulsar soluciones de diseño regenerativas y ecológicas. [ 1 ]

Historia

Instituto de Biodiseño

El biodiseño se originó a principios del siglo XX con innovaciones en los modelos de sistemas naturales . Los avances en la ciencia de los materiales demostraron que los sistemas vivos podían integrarse en el proceso de diseño. Durante la década de 1990, la biotecnología se popularizó. Janine Benyus contribuyó a difundir el concepto de biomímesis . [ 4 ] El campo de la biología sintética , junto con la ingeniería de tejidos y la biofabricación , permitió más vías de diseño con organismos vivos. Entre ellos se encontraban las algas , las bacterias y los hongos . [ 5 ] [ 6 ]

Varias instituciones eligieron el biodiseño como disciplina formal. Entre ellas se encontraban la Universidad Estatal de Arizona , el MIT Media Lab , Central Saint Martins y el Instituto de Biomímesis. [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]

El biodiseño se ha expandido para abarcar áreas de filosofía , ecología y ética . Ha seguido evolucionando en respuesta a los desafíos de la sostenibilidad global . [ 1 ]

Principios fundamentales

Un principio rector del biodiseño es la inclusión de sistemas biológicos de forma sostenible y ética . Utiliza seres vivos y procesos naturales para crear soluciones regenerativas y sostenibles. [ 1 ] A diferencia de los diseños más tradicionales que emplean materiales no vivos, el biodiseño incorpora componentes vivos o de origen biológico (como algas, bacterias modificadas genéticamente y micelio ). Estos materiales introducen nuevas dinámicas en los procesos de diseño al crecer, responder a estímulos o autorrepararse. [ 11 ] [ 12 ]

  • Sostenibilidad : Un principio fundamental del biodiseño son las soluciones ambientalmente responsables. Busca reducir el impacto ambiental y promover sistemas regenerativos. Para ello, aprovecha los procesos biológicos y los materiales renovables. [ 13 ]
  • Pensamiento sistémico : El biodiseño considera cómo las intervenciones diseñadas interactúan con sistemas biológicos y ambientales más amplios. Una visión holística de los ecosistemas puede fomentar el pensamiento a largo plazo y la innovación responsable. [ 13 ]
  • Biomímesis : El biodiseño se inspira en formas, procesos y sistemas naturales para resolver desafíos. [ 11 ] [ 14 ]
  • Interdisciplinariedad : El biodiseño integra campos como la arquitectura, la biología, el diseño, la ingeniería y la ciencia de los materiales . Gracias a estas colaboraciones, es capaz de ofrecer soluciones más complejas. [ 13 ]
  • Salud : El biodiseño busca beneficiar el bienestar tanto de la vida humana como de la no humana. Prioriza la creación de materiales no tóxicos y biodegradables que sean beneficiosos para los ecosistemas. [ 13 ]

Aplicaciones

Arquitectura y diseño urbano

Nido de termitas

El biodiseño introduce procesos ecológicos, sistemas vivos y materiales orgánicos en la arquitectura. Algunos arquitectos utilizan materiales biológicos para la construcción, sistemas de fachadas y aislamiento. [ 15 ] Algunos beneficios de estos materiales son la biodegradabilidad, el secuestro de carbono y el control de la temperatura . Los ladrillos de micelio utilizados en estructuras muestran flujos de residuos y el crecimiento de hongos puede reemplazar materiales como el hormigón o el plástico. [ 16 ] [ 17 ] Como se ve en la Casa BIQ en Hamburgo, las fachadas con materiales vivos como biorreactores de microalgas pueden reducir el CO 2 . [ 18 ] [ 19 ] A través de la biomimética de los termiteros y el crecimiento de corales , el biodiseño puede influir en la forma arquitectónica. También puede ayudar en el desarrollo de la refrigeración pasiva y la ventilación de fluidos . [ 20 ]

El diseño urbano aplica estas ideas en muros de musgo para filtrar contaminantes y superficies biológicamente reactivas. [ 21 ] [ 22 ]

Diseño de productos e industrial

Micelio

El biodiseño fomenta un cambio hacia el crecimiento y el cultivo en el diseño de productos e industrial. Los diseñadores utilizan organismos vivos para crear productos biodegradables, renovables y adaptables. Un ejemplo es el uso de micelio en paneles acústicos , muebles y embalajes. Empresas como Ecovative producen sustitutos del poliestireno expandido a base de micelio. Otros diseñadores han desarrollado cascos, lámparas y azulejos de pared de micelio. [ 23 ] [ 24 ] [ 25 ] [ 26 ] La celulosa bacteriana , obtenida de bacterias fermentadas, se utiliza para producir láminas similares al cuero para accesorios, bolsos y películas biodegradables. [ 27 ] A diferencia de los plásticos derivados del petróleo, estos materiales se cultivan con menor consumo de energía y generan residuos no tóxicos. [ 28 ]

Algunos productos biodiseñados están vivos, como las lámparas alimentadas por bacterias y algas bioluminiscentes o la decoración purificadora de aire con musgo incorporado. [ 29 ] [ 30 ] [ 31 ] [ 32 ] Esto introduce nuevos parámetros de diseño como el crecimiento, la descomposición y el ciclo de vida. Estos elementos no están presentes en los modelos de producción tradicionales. El biodiseño se aleja de ellos para adoptar un modelo más circular y regenerativo. [ 1 ]

Moda y textiles

Algas bioluminiscentes

Una de las industrias más contaminantes y que más recursos consume es la producción textil tradicional. Algunos diseñadores con conciencia ambiental buscan alternativas en materiales vivos y procesos inspirados en la biología . [ 33 ] [ 34 ] El cuero microbiano, cultivado a partir de celulosa bacteriana en tanques de fermentación, parece prometedor para este objetivo. [ 35 ] Suzanne Lee , diseñadora de moda, ha demostrado cómo se pueden usar microbios para crear tela similar al cuero sin animales ni curtido. Se estudian bacterias que crean tintes naturales , hilos de algas y seda de araña cultivada en laboratorio en un esfuerzo por sustituir los textiles a base de petróleo y los tintes sintéticos . Estos materiales no tradicionales necesitan menos energía, tierra y agua que los textiles tradicionales. [ 36 ] [ 37 ] Un ejemplo de cuero sostenible a partir de micelio es Ephea, producido por Sqim Company. [ 38 ] [ 39 ]

El biodiseño crea prendas interactivas y adaptables, capaces de reaccionar al pH , la temperatura o los movimientos del usuario.

Entre los diseños especulativos se incluyen organismos bioluminiscentes portátiles y prendas de vestir que albergan microalgas o bacterias. [ 40 ] [ 41 ]

Diseño de materiales

Celulosa bacteriana

En el centro del biodiseño se encuentra el diseño de materiales . Este utiliza sistemas vivos y principios biológicos para crear nuevas formas de materiales regenerativos y sostenibles. [ 42 ] En lugar de procesar materias primas mediante métodos extractivos o químicos, los biodiseñadores cultivan materiales a partir de microorganismos, incluso células de mamíferos. [ 42 ] Los compuestos de micelio son biodegradables , resistentes al fuego y ligeros. Se pueden utilizar en aislamiento, embalaje y componentes estructurales. Estos productos ofrecen una alternativa a la espuma y el plástico. [ 43 ] Los materiales de base biológica y biofabricados se pueden fabricar a temperatura ambiente en la mayoría de los casos, y se convierten en participantes activos de sistemas ecológicos y tecnológicos, en lugar de objetos estáticos. [ 42 ]

Producida por fermentación, la celulosa bacteriana es otro material versátil. Es biocompatible, resistente y transparente. También se están bioingenierizando el quitosano , la gelatina y las proteínas de seda como hidrogeles , recubrimientos y textiles sensibles a estímulos. [ 28 ]

Los materiales a base de algas resultan interesantes debido a su capacidad para absorber dióxido de carbono durante su crecimiento. Los bioplásticos y las espumas a base de algas pueden utilizarse en cubiertos desechables, suelas de zapatos y paneles de construcción. [ 44 ]

Consideraciones éticas y sociales

El biodiseño implica la convergencia de sistemas vivos, tecnologías genéticas y organismos vivos en el diseño. Por lo tanto, plantea cuestiones éticas, como la responsabilidad, la capacidad de acción, la explotación de la vida y la sostenibilidad. [ 1 ] La modificación y el uso de organismos vivos es un área de preocupación. Si bien el biodiseño utiliza organismos no sensibles como las algas, algunas aplicaciones utilizan células animales o humanas. [ 45 ]

Sugiere interrogantes sobre los límites entre la vida artificial y la natural, debido a la ingeniería de organismos con fines funcionales. Podría resultar en una consecuencia ecológica no deseada. Surgen preocupaciones sobre si se debe utilizar la vida como material de diseño o no, y cómo regularla. Su legislación está rezagada con respecto a otros avances tecnológicos. [ 45 ]

Otras preocupaciones son la bioseguridad y la bioprotección , ya que algunos organismos modificados genéticamente se utilizan fuera de entornos controlados. Persiste el riesgo de que una sustancia bioingenierizada pueda alterar los ecosistemas si no se contiene y desecha de forma adecuada. A medida que el biodiseño se vuelve más accesible para los usuarios, especialmente con el software de código abierto y los biolaboratorios comunitarios, aumentan las preocupaciones sobre el monitoreo y la rendición de cuentas. [ 46 ]

El biodiseño subvierte las normas estéticas , ya que la materia orgánica o en descomposición puede desafiar las ideas convencionales de limpieza y usabilidad . Dicha aceptación depende de los valores y la percepción de la cultura pública, especialmente en campos como la moda , la alimentación o la medicina . [ 42 ]

El biodiseño puede frenar la degradación ambiental y la escasez de recursos . El biodiseño ético busca minimizar el daño y promover los ecosistemas y las sociedades. Para alcanzar su máximo potencial, se requiere la participación de especialistas en ética, legisladores y el público en general para el debate y la toma de decisiones. [ 1 ]

Véase también

Referencias

  1. 1 2 3 4 5 6 7 8 Kim, Raphael; Karana, Elvin; Zhou, Jiwei; Groutars, Eduard Georges. "Principios del diseño biológico como modelo para el biodiseño y la biofabricación en arquitectura" . DRS . doi : 10.21606/drs.2022.942 . Recuperado el 10 de julio de 2025 .
  2. ↑ Myers, William (2018). Bio Design: Nature, Science, Creativity . Thames & Hudson. ISBN 978-0500294390.
  3. ↑ Ilieva, Lazaara; Isabella, Ursano (2022). "La biomimética como metodología de diseño sostenible: introducción al marco 'Biomimética para la sostenibilidad'" . Biomimética . 7 (2): 37. doi : 10.3390/biomimetics7020037 . PMC 9036301. PMID 35466254. Recuperado el 10 de julio de 2025 .  
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Lecturas adicionales

  • Arruda A. y Palombini F. (2024). Biomimética, biodiseño y biónica. Springer.
  • Crawford A. (2023). Guía del diseñador para la práctica de laboratorio . Routledge.
  • Hargroves, KD y Smith, MH (2006). Innovación inspirada en la naturaleza: Biomímesis . Ecos, (129), 27–28.
  • Myers, W. (2012). Biodiseño: naturaleza, ciencia, creatividad . Museo de Arte Moderno.
  • Pasquero C. y Poletto M. (2023). Biodiseño en la era de la inteligencia artificial . Routledge.
  • Pyper, W. (2006). Emulando la naturaleza: El auge de la ecología industrial . Ecos, (129), 22–26.
  • Tsing, AL (2017). El hongo del fin del mundo . Princeton University Press.
  • Biomimética MIT
  • Laboratorio de Medios del MIT
  • Diseño de la naturaleza - National Geographic
  • Máster en Biodiseño
  • Instituto de Biodiseño
  • Instituto de Biomímesis
  • Next Nature
  • Pregúntale a la naturaleza