Suelas antideslizantes inspiradas en los pies de un lagarto

No en pocas ocasiones, la ciencia se fija en la naturaleza para encontrar soluciones a problemas que nos preocupan. Por ejemplo, hoy hay abiertas líneas de trabajo para diseñar cascos más eficaces para los motoristas, el trabajador de una mina o el niño que va en bicicleta que se basan en el estudio del cráneo de los pájaros carpinteros.

Los neurobiólogos se preguntaban: «¿Cómo es posible que este animal no se dañe el cerebro a pesar de golpearse la cabeza contra la madera del tronco que pica entre 8.000 y 12.000 veces al día?» Porque además en cada picotazo el cerebro experimenta una brutal desaceleración de 1.000 veces la fuerza de la gravedad.

Tal y como cuenta en su libro 'El escritor que no sabía leer' el doctor José Ramón Alonso, director del Laboratorio de Plasticidad Neuronal y Neurorreparación del Instituto de Neurociencias de Castilla y León, lo que le protege es la peculiar estructura de su cerebro, entre los que destacan los siguientes factores: su pequeño tamaño genera una menor inercia en el golpe, su superficie lisa, que favorece un amplio contacto con el interior del cráneo actuando como un auténtico contenedor, la presencia de muy poco líquido cefalorraquídeo y un espacio subdural muy pequeño, lo que evita que el cerebro flote y se desplace dentro de la cavidad craneana...

Como estos neurobiólogos, ahora investigadores del Centro Tecnológico del Calzado de La Rioja (CTCR) se han fijado en un lagarto, el Gecko, capaz de subir superficies verticales sin utilizar pegamento ni adhesivos químicos ni ningún tipo de succión. Le bastan sus patas filamentosas. Y es que los dedos de sus pies están formados por muchísimos pelos muy finos (setas), unos 5.000 por mm2. El final de cada seta se divide en 400-1000 ramas que terminan en una estructura en forma de espátula de 0,2 a 0,5 micrómetros de largo. De este modo, cuando un Gecko pone su pie en una pared u otra superficie y enrosca sus dedos, sus espátulas nanométricas pueden llegar tan cerca de los rincones y grietas de la superficie de la pared que sus átomos interactúan con los átomos de la pared. Una suerte de atracción electrodinámica.

Si sus dedos fuesen pegajosos como una cinta adhesiva o dependiesen de una fuerte succión sería difícil para un Gecko caminar o correr, ya que sería demasiado difícil separar sus pies de la superficie. Las fuerzas entre los átomos del pie del Gecko y los átomos de la pared son fuerzas relativamente débiles en comparación a una unión normal de fuerzas. Son las llamadas fuerzas de Van der Waals. El área de contacto entre el pie y la superficie debe ser lo suficientemente grande para que estas fuerzas tan débiles individualmente puedan convertirse en una fuerza mucho más fuerte, lo suficientemente fuerte como para sostener a este lagarto.

Esta extraordinaria propiedad ha hecho del Gecko objeto de estudio durante innumerables años en la síntesis de adhesivos que imitan su biomimética y es la que ha servido para la puesta en marcha de un nuevo proyecto que el CTCR está llevando a cabo junto a la empresa calzados Mendi, dedicada desde 1953 a la fabricación nacional de calzado de seguridad para cada sector profesional.

El estudio en sí consiste en el diseño de un buen material antideslizante para zapatos/botas de seguridad. Para ello, los nanotecnólogos están analizando previamente la aplicación del concepto de antiresbalamiento que emplea este reptil y su viabilidad para el desarrollo de suelas que imiten la geometría y el funcionamiento de los pies del Gecko.

Dentro del calzado, la suela juega un papel fundamental, ya que es la encargada de absorber el impacto de la pisada, aislar térmicamente al pie, proteger de las irregularidades del terreno y, por supuesto, evitar resbalones. Estos, junto a los tropiezos y caídas son la mayor causa de accidentes en todos los sectores económicos en la Unión Europea, desde la industria pesada hasta el trabajo de oficina. Con ellos está relacionado el 24% de todos los accidentes laborales. Por ello, es fundamental contar con una suela que cumpla con unos parámetros mínimos de resistencia al resbalamiento, valores determinados en la norma europea ISO 20344:2012 para calzado de seguridad.

Por el momento, y según informan desde el CTCR, el trabajo que están desarrollando en materia de investigación ha proporcionado buenos resultados en la mejora de los coeficientes de fricción en suelas (CoF), y la creación de patrones mixtos, con subestructuras tanto macro como micrométricas, pueden dar lugar a aumentos en el CoF, lo que implica la reducción de accidentes por resbalones y minimiza, a su vez, los daños personales y económicos que año tras año se siguen produciendo en este ámbito.

Por su parte, Mendi se convierte en el partner ideal para el desarrollo del proyecto al disponer de la tecnología más avanzada, además de conocer a la perfección las necesidades del mercado de los Equipos de Protección Individual.

Ya en 2012, un equipo de científicos de la Universidad de Massachusetts Amherst inventó, inspirado en las patas del Gecko, un dispositivo llamado 'Geckskin' que permite pegar y despegar fácilmente un objeto de más de 300 kilos en una pared lisa. El descubrimiento apareció publicado en la revista 'Advanced Materials'.

Fuente. El Correo