The Lily Impeller: el diseño basado en la naturaleza inspira eficiencias que cambian el juego

"Crecí en la playa en Australia", dice el inventor Jay Harman. “Pasé la mayor parte del tiempo bajo el agua tratando de lanzar peces. Me di cuenta de que si me agarraba a las algas para estabilizarme mientras nadaba, simplemente se romperían en mi mano. Y, sin embargo, permanecen unidos solos bien, incluso en las tormentas más salvajes. Aunque el movimiento parece caótico, todos cambian su forma a un patrón particular: una formación en espiral. Esas mismas espirales están literalmente en todas partes en la naturaleza ".

Esta visión inicial eventualmente llevó a Harman a desarrollar tecnologías radicales que ahorran energía que, según él, algún día pueden cambiar fundamentalmente la forma en que los humanos hacen casi todo, desde generar energía hasta purificar el agua y enfriar nuestros hogares.

La espiral ubicua

Conchas de mar, tornados, incluso el agua sucia que se arremolina fuera de su bañera: los orígenes del dominio de la espiral se encuentran en un hecho decididamente utilitario:

“No existe una línea recta en la naturaleza. Todos los gases y líquidos se mueven en forma de espiral porque ese es el camino de menor resistencia. Prácticamente no hay resistencia. Como todos los seres vivos pasan por una fase fluida en su desarrollo, también adoptamos esas formas. Y, sin embargo, los seres humanos todavía insisten en hacer las cosas en línea recta ".

Harman (derecha), que ya estaba construyendo canoas crudas para sus expediciones de pesca, comenzó a experimentar con curvas y formas espirales. Esbozó su visión de un bote "como la naturaleza lo habría diseñado", y se lo llevó a un experto en construcción de botes que le dijo que no se podía hacer. Pronto, Harman estaba demostrando que estaba equivocado, construyendo estos botes energéticamente eficientes, denominados WildThing y Goggleboat, y ganando el Premio de Diseño Australiano en el proceso.

Pero fue solo cuando dirigió su atención a las hélices de los barcos que las cosas se pusieron realmente interesantes. Harman estaba convencido de que el secreto para una propulsión más eficiente estaba en los patrones en espiral que había estado viendo desde que era un niño.

“¿Qué pasaría si pudiéramos aplicar ingeniería inversa a un remolino, pensé, y si pudiéramos obtener las geometrías correctas? Pero nadie podía hacer eso en ese momento. Debido a que un vórtice como ese se mueve constantemente, se vuelve increíblemente complicado precisarlo. Me llevó veinte años descubrir cómo congelar un remolino / Pero cuando lo hice, nos permitió ver que todo movimiento de fluidos se puede describir con un algoritmo con cuatro variables ".

El descubrimiento de Harman lo llevó a desarrollar el Lily Impeller, una hélice en forma de espiral o vórtice que mueve el agua imitando los patrones en los que naturalmente se movería de todos modos.

Mezcla de agua energéticamente eficiente

Si bien originalmente se concibió como una hélice para embarcaciones, la propia compañía de Harman, Pax Water Technologies, llevó el Impeller al mercado como un medio para que las empresas de servicios públicos mezclen el agua en sus tanques de almacenamiento.

“Ese impulsor, que apenas cambiamos de la forma de remolino congelado con el que comenzamos, ahora se encuentra en más de 500 tanques de almacenamiento de agua en todo el mundo. Este pequeño y pequeño dispositivo, de no más de 6 pulgadas de alto, puede circular cientos de millones de galones de agua por la misma cantidad de energía que se necesita para encender una bombilla. Debido a que el agua no se está estancando, las empresas de servicios públicos están utilizando un 85 por ciento menos de productos químicos desinfectantes, y están mezclando el agua con un 80 por ciento menos de energía de la que de otro modo necesitarían ”.

Aerogeneradores y hélices mejoradas

Pero mezclar agua es, dice Harman, solo una aplicación para esta tecnología en forma de espiral. Como explicó en este video para FLYP Media en 2009, Lily Impeller es potencialmente el punto de partida para reinventar casi todo.

La lista potencial de aplicaciones para esta tecnología es alucinante. Una de las subsidiarias de Harman tiene una turbina eólica que opera en California que mide 150 pies de diámetro y ofrece mejoras extremadamente prometedoras en eficiencia. Harman también está en conversaciones con compañías para desarrollar productos que van desde secadores de cabello hasta unidades de refrigeración y mezcladoras industriales, hasta un sistema de purificación de agua que podría ayudar a abordar algunos de los principales problemas de calidad del agua asociados con el fracking para gas natural.

La tecnología abarca la complejidad

Al igual que con cualquier innovación de este tipo, puede ser tentador preguntar por qué no se ha desarrollado antes. La verdad es que, dice Harman, simplemente no hemos tenido la capacidad de lidiar con tales complejidades:

“Si observamos la revolución industrial, las personas solo podían hacer cosas planas, cuadradas o rectas. No les preocupaba la eficiencia energética: si querías ir más rápido o más duro, simplemente agregabas más combustible. Con el advenimiento de la informática avanzada, la impresión 3D y otras tecnologías de fabricación avanzadas, finalmente tenemos el poder de construir cosas como lo haría la naturaleza ".

El advenimiento de la nanotecnología, que imita los procesos de producción de la naturaleza célula por célula, prácticamente libres de desperdicios, promete llevar estas capacidades al siguiente nivel.

Un replanteamiento fundamental de todo.

Harman argumenta que el mundo finalmente está en la cúspide de una nueva revolución de diseño sostenible basada en la biomimética y los patrones y procesos del mundo natural. Ha compilado historias de tales diseños basados ​​en la naturaleza de todo el mundo, publicándolos en su próximo libro, "The Shark's Paintbrush: Biomimicry and How Nature is Inspiring Innovation". El Impeller de Lily es, dice Harman, solo una parte de un cambio de paradigma fundamental que necesitamos urgentemente si vamos a prosperar como especie.

“La mayor parte de la energía que usamos se usa para superar la fricción. Es perfectamente posible que eliminemos esa fricción utilizando las mismas estrategias que han evolucionado durante milenios. Y ese es solo un ejemplo de cómo podemos usar el poder de diseño de la naturaleza para superar los desafíos que enfrentamos ”.

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