Cómo los huesos superan a los materiales artificiales más resistentes

Plásticos que se autoreparan después de ser atravesados por un balazo, masas tan negras que atrapan todos los rayos de luz que las atraviesan, geles tan ligeros que apenas pesan más que el aire... En el campo de la producción de nuevos materiales, el ser humano ha combinado una fértil imaginación con las posibilidades que abre cada nuevo descubrimiento en el campo de la ingeniería, la física y sobre todo la química.

Pero aún queda mucho por aprender, y la naturaleza sigue siendo fuente de lecciones e inspiración. Concretamente, el cuerpo humano y los huesos que lo conforman. Eso cree un grupo de investigadores de la Universidad de Cornell, en Nueva York, que publican hoy un estudio en el que analizan cómo los huesos hacen algunas cosas mucho mejor que cualquier material creado por el hombre. Concretamente, se refieren a su capacidad para recuperarse después de una rotura.

Los huesos esponjosos o reticulados son uno de los tipos de tejido óseo que hay en nuestro cuerpo, pero también se encuentran estructuras similares en las plantas o las plumas de las aves porque tienen muchas ventajas: una esponja contenida dentro de una superficie rígida pero fina y ligera necesita menos masa para alcanzar la misma resistencia a la torsión o los dobleces.

Superficie blandas, interior frágil

Pero además, estos tejidos deben ser capaces de funcionar después de romperse, algo a lo que hasta ahora no se sabía cómo contribuyen precisamente esas estructuras esponjosas.

Cuando un objeto se rompe, sus partes se separan y pierden su función. Por eso, cuando construyen un coche, los ingenieros tratan las superficies de los materiales que utilizan para que se endurezcan y así evitar las rupturas y con ello, la pérdida de funciones. "Pues el hueso esponjoso hace justo lo contrario: tiene una superficie blanda con un interior más frágil", explica Christopher Hernandez, profesor asociado de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial e Ingeniería Biomédica. La combinación de ambas cualidades permite a este tejido dirigir los impactos ahí donde una rotura es menos perjudicial y mejora la recuperación posterior.

Esto tiene un efecto sobre nuestra salud ósea. Cuenta Hernandez a Teknautas que las variaciones en el material que se encuentra dentro de los huesos tiene una importancia vital en las rupturas de vértebras, que normalmente no están causadas por un solo impacto (una caída o un levantamiento brusco), sino que se desarrollan con el tiempo. "Creemos que la habilidad del hueso esponjoso para recuperarse ayuda a prevenir o frenar el desarrollo de fracturas vertebrales", explica.

Alguna funcionalidad es mejor que ninguna

Aseguran los investigadores que es justo lo contrario de lo que un ingeniero diseñaría, pero es precisamente lo que permite al material, en este caso al hueso esponjoso, seguir funcionando incluso después de una rotura.

La aplicación ideal para estos materiales sería en aquellas máquinas o dispositivos que no pueden ser reemplazados con facilidad

Su descubrimiento responde a una pregunta que no estaba del todo clara hasta ahora: para qué sirven esas zonas esponjosas de los huesos. "Solíamos pensar que tenemos huesos esponjosos por el mismo motivo por el que utilizamos las esponjas en ingeniería: para absorber energía y para hacer las estructuras más ligeras. Pero resulta que hacen algo diferente, que la forma en que se rompen precisamente facilita su posterior recuperación".

Esto ayudará a diseñar materiales que puedan recomponerse tras un impacto, una fractura o una deformación. "Creemos que la aplicación ideal para estos materiales sería en aquellas máquinas o dispositivos que no pueden ser reemplazados con facilidad, por ejemplo, partes de máquinas en lugares remotos en las que algún funcionamiento es preferible a que no funcionen en absoluto", concluye Hernandez.