Cuando se trata de diseño sostenible, no existe una única regla para crear productos y sistemas ecológicos. Diseñar con la mejor actitud e intención, pero sin la información correcta, puede derivar en productos más eficientes que los anteriores, pero mucho menos de lo que podrían serlo.

Pese a realizar esfuerzos hasta hace poco impensables, las mayoría de las corporaciones cree que integrar políticas de sostenibilidad equivale, como mucho, a reducir su impacto. Es decir: producir igual, pero contaminando algo menos. 

Mejorar un sistema defectuoso o pensar con la hoja en blanco

Según William McDonough y Michael Braungart, promotores del diseño “de la cuna a la cuna“, los métodos convencionales de producción industrial no son válidos para resolver el problema que generan para la salud y el medio ambiente, si se limitan a convertir productos contaminantes, peligrosos para salud y generadores de gasto, en bienes con las mismas características, simplemente con menor cantidad de elementos contaminantes, sustancias peligrosas y gasto.

Aplicar estrategias de ingeniería para lograr que proceso derrochador y peligroso sea más sostenible puede parecer un paso beneficioso a corto plazo. Pero, se preguntan McDonough y Braungart, ¿es la puesta a punto de un sistema estructuralmente defectuoso el objetivo que realmente persigue el diseño ecológico?

La auténtica mediocridad del diseño industrial

Desgraciadamente, el mundo está plagado de pésimos diseños humanos. El uso de los procesos y patrones de producción industrial actuales para crear productos más “sostenibles” de ahora en adelante puede limitar a los ingenieros durante el proceso de diseño de nuevos productos. En los años 50 del siglo pasado, por ejemplo, se pensó que el coche del futuro podría ser nuclear.

Otro ejemplo de cómo los diseños erróneos se expanden y, en ocasiones, se convierten en norma no escrita: explica Kirsten Dirksen que la obsesión de muchos ciudadanos occidentales por rodear su casa de un tupido césped que muestre todo el año el verde intenso que tradicionalmente se observa en la campiña inglesa no es más que la imposición cultural de una visión promovida por habitantes originarios de lugares (el Reino Unido, el norte de la Europa continental) donde el césped verde forma parte del paisaje.

El problema surge cuando los ingenieros ven, de acuerdo con sus valores, un coche del futuro con la tecnología equivocada; o los responsables del desarrollo urbanístico de un país con amplias zonas áridas, como Estados Unidos, se dedican sistemáticamente a imponer el césped verde, al estilo de la campiña inglesa, en los suburbios residenciales.

Producir con ideas decimonónicas conduce a productos torpones

La ingeniería y el diseño de productos y de sistemas complejos (ya sea urbanísticos, ya sea lenguajes de patrones aplicados a la construcción) han evolucionado desde la Revolución Industrial apoyándose en una falacia: que los recursos naturales y el propio mundo eran inacabables.

En los últimos años, varias tendencias de diseño ecológico proponen un paradigma que conduzca a un diseño no sólo capaz de reducir el impacto de los productos sobre el entorno, sino beneficioso para el entorno y las personas. Se trata de productos que se comporten como los frutos de un árbol.

La mayoría pueden ser aprovechados por personas, aves y distintos animales, que se ocuparán de dispersar las semillas y, por tanto, garantizar el futuro biológico de la especie. Pero, además, los frutos sobrantes se convierten en alimento para el suelo, tanto para animales terrestres de todo tipo e insectos, como para microorganismos, hongos y plantas.

Paneles solares como hojas

Los nuevos paradigmas de diseño ecológico pretenden que, por ejemplo, los paneles solares del futuro no requieran para su fabricación tanta energía fósil como la cantidad de energía (limpia y renovable) que captarán del sol, como ocurre en la actualidad.

El gran reto de la industria humana consiste, según William McDonough, Michael Braungart y otros promotores del diseño ecológico citados en el artículo, en cambiar desde el actual modelo industrial, que genera flujos de material tóxico encaminados en una dirección de no retorno (“de la cuna a la tumba”), a un sistema propulsado por energías renovables, donde los materiales fluyan en ciclos cerrados inocuos para el medio ambiente y regenerativos. 

No hay gasto, sino emulación de los ecosistemas de la naturaleza, donde las actividades de unos organismos contribuyen al todo y a la inversa.

El gran engaño del reciclaje

El reciclaje de materiales, por ejemplo, es una aproximación errónea al diseño ecológico, al limitarse a transformar materiales o productos obsoletos en nuevos materiales o productos con menor calidad y una funcionalidad reducida. El objetivo del “downcycling” o el “upcycling” es prevenir la pérdida de materiales potencialmente útiles y, de paso, reducir el consumo de materia prima virgen. Si se aplican métodos convencionales de reciclado, el plástico o aluminio obtenido son menos resistentes, potencialmente tóxicos y a menudo menos útiles.

Para superar la era de la “eco-eficiencia” (convertir productos contaminantes y tóxicos en menos contaminantes y menos tóxicos, pero sin cambiar estructuralmente) y el reciclaje (obtener material de peor calidad una vez se han gastado recursos y energía en “convertir” material obsoleto en material de peor calidad), instituciones como el ACS Green Chemistry Institute proponen nuevos principios para cambiar radicalmente los procesos industriales humanos.

12 principios de la ingeniería verde

No es ni mucho menos la única propuesta sobre ingeniería sostenible, pero su carácter genérico y complementario a los ejemplos de diseño sostenible enumerados a continuación, aumentan el valor de los 12 principios de la ingeniería verde, según el ACS Green Chemistry Institute:

1. Inherente y no circunstancial: todas las aportaciones, emisiones de energía y materiales usados deben ser por definición tan inocuos como sea posible.
2. Prevenir en lugar de curar: es preferible evitar los residuos antes de limpiar desechos una vez han sido creados.
3. Diseñar facilitando la separación: las operaciones de separación y purificación deberían diseñarse para minimizar el consumo de energía y materiales.
4. Maximizar la eficiencia: productos, procesos y sistemas deberían diseñarse para incrementar la eficiencia de la masa, la energía, el espacio y el tiempo.
5. Producción bajo demanda: controlar la producción según la demanda de cada momento, sin desperdiciar materia y energía (producción de excedentes).
6. Preservar la complejidad (tal cual es): conservar la entropía y la complejidad como una inversión cuando el producto es transformado al final de su vida útil.
7. Ciclo de vida (duración de su utilidad, no inmortalidad de sus materiales desechados): considerar la durabilidad del producto desde su concepción y diseño (evitar la obsolescencia programada). Desgraciadamente, se ha impuesto el diseño de utensilios que pierden su utilidad con rapidez, pero los materiales con los que son confeccionados permanecen en el medio ambiente y suponen un riesgo.
8. Cantidad exacta (frugalidad, minimalismo, sentido común, como todo en la vida): minimizar el exceso, diseñar para la capacidad adecuada, adaptándose a las necesidades concretas de cada situación. Evitar el “diseño universal” (un tamaño para todos).
9. Reducir la diversidad de material: cuando se reduce la diversidad de productos, es más fácil mantener el valor de sus componentes tras el despiece.
10. Integración de material y flujos energéticos: los productos, procesos y sistemas deben incorporar integración e interconectividad con los flujos energéticos renovables.
11. Doble uso: diseñar desde la base teniendo en cuenta posibles aplicaciones posteriores, una vez ha finalizado su función originaria.
12. Renovable en lugar de agotable: las aportaciones de energía y material deberían ser renovables y limpias.

A continuación, hemos recopilado los 5 paradigmas de diseño ecológico, verde o sostenible más adecuados para transformar el sistema productivo de la economía extractiva en el sistema productivo de la revolución industrial de los próximos años, que promoverá, en palabras del científico Amory Lovins, el capitalismo ecológico.

1. Cradle to Cradle (C2C, de la cuna a la cuna)

El arquitecto William McDonough y el químico Michael Braungart definen el diseño Cradle to Cradle como un sistema de patrones que reconoce el sistema operativo del mundo natural como el más adecuado para inspirar los diseños humanos.

Los sistemas naturales operan usando la energía solar, “que interacciona con la geoquímica de la superficie de la tierra para mantener sistemas productivos, regenerativos y biológicos”.

Partiendo de los patrones de la naturaleza, que han sido capaces de crear la vida, McDonough y Braungart afirman que los sistemas humanos diseñados para operar con las mismas reglas que rigen el mundo natural pueden alcanzar la efectividad de los distintos sistemas vivos de la tierra, en los que no existe el concepto “desperdicio”, entendido como material desechado, incapaz de ser usado de nuevo o aprovechado por otros organismos y sistemas.

El lenguaje de diseño Cradle to Cradle funcionaría para la creación de productos del mismo modo que los lenguajes marco operan para un determinado lenguaje de programación: sitúan el contexto y facilitan el ensamblaje de las distintas partes para crear un todo armónico, que se rige por unas reglas predeterminadas.

En el caso del marco Cradle to Cradle, el lenguaje empleado es el de la naturaleza, ya que su intención es  “crear nuevos sistemas humanos que resuelvan en última instancia, en lugar de apaciguar, los conflictos creados por el hombre entre el crecimiento económico y la salud medioambiental derivada del diseño pobre y la estructura del mercado”.

Los productos y materiales Cradle to Cradle son concebidos como “nutrientes” o alimentos (para el sistema) de dos tipos:

• Nutrientes biológicos: son materiales orgánicos que, una vez usados, pueden ser depositados en cualquier entorno natural como “alimento”, ya que su descomposición en el suelo proporciona alimento a microorganismos, animales y planta locales.
• Nutrientes técnicos: son materiales sintéticos que carecen de toxicidad y no dañan la vida ni el entorno. No son biodegradables, pero pueden ser empleados de manera indefinida con sus mismas propiedades, sin contaminar, perder su integridad o calidad, y sin que sea necesario usar energía para su reutilización.

El diseño Cradle to Cradle identifica tres principios de diseño fundamentales en la inteligencia de los sistemas naturales, de los que puede nutrirse el diseño humano:

• El gasto equivale a alimento.
• Aprovecha la luz solar del presente.
• Celebra la diversidad.

A. El gasto (o “residuo”, entendido como desecho inservible) equivale a alimento (y, por tanto, no sólo es reaprovechable, sino esencial para la salud del sistema):

En la naturaleza, no existe el gasto inservible porque los procesos de cada organismo contribuyen a la salud de todo el ecosistema. Entender estos sistemas regenerativos permite reconocer que todos los materiales pueden ser diseñados como nutrientes que fluyen a través de metabolismos, naturales o diseñados. Si los ciclos de nutrientes de la naturaleza propulsan un metabolismo biológico, un metabolismo técnico puede diseñarse para imitar el modelo natural.

B. Usar la energía solar actual (y no la almacenada en el subsuelo en forma de combustibles fósiles):

Los organismos vivos prosperan gracias a la energía procedente del sol. Los árboles y las plantas han desarrollado un método para fabricar nutrientes a partir de la luz solar, “un sistema elegante y efectivo que usa una fuente de energía limpia, continua y sin rival en la tierra”.

Pese a que al progreso material humano ha dependido de la extracción y quema de combustibles fósiles para convertirlos en energía, los sistemas del ser humano para crear “nutrientes” pueden ser, según el paradigma Cradle to Cradle, casi tan efectivos como el método usado por árboles y plantas.

C. Celebrar la diversidad:

Los sistemas naturales prosperan en la diversidad. Los ecosistemas sanos son comunidades complejas en las que cada ser vivo ha desarrollado una única respuesta a su entorno inmediato que garantiza su bienestar y contribuye al equilibrio del sistema, en concierto con el resto de seres vivos con que interacciona.

Los productos Cradle to Cradle deben ser diseñados teniendo en cuenta las interrelaciones ecológicas del sistema en el que están integrados, y tienen en cuenta tanto los efectos distantes de las acciones locales como los efectos locales de las acciones distantes.

En lugar de ofrecer las soluciones genéricas de la ingeniería tradicional, los diseños que celebran y apoyan la diversidad y la localidad cumplen mejor su función original, al tener en cuenta las interacciones de los sistemas naturales en los que se enmarcan.

2. Diseño regenerativo

Las bases teóricas del diseño regenerativo surgen en 1970, a raíz de un trabajo de campo encargado a sus estudiantes por el profesor de arquitectura paisajística de la Universidad Politécnica de California en Pomona, John T. Lyle.

El reto académico consistía en diseñar conceptualmente una comunidad que pudiera suplir satisfactoriamente todas sus necesidades con el uso exclusivo de los recursos renovables que pudieran obtenerse en los límites de la comunidad, sin producir degradación medioambiental.

Los resultados del trabajo fueron el inicio de un intercambio entre profesores, estudiantes y especialistas en urbanismo y diseño de sistemas de todo el mundo. William McDonough colaboró con John T. Lyle en 1995, y la influencia de este último es patente en el exitoso libro escrito en 2002 por William McDonough y Michael Braungart, Cradle to Cradle: Remaking de Way We Make Things.

A menudo comparado con el diseño Cradle to Cradle, el diseño regenerativo se refiere a procesos que restauran, renuevan o revitalizan sus propias fuentes de energía y materiales. El uso del término regenerativo no es casual.

“Regenerativo” y “sostenible” tienen esencialmente el mismo significado, aunque, mientras en el paradigma “sostenible” los ecosistemas perdidos no son reparados, los sistemas regenerativos pretenden devolverles la vida.

Como en el diseño “de la cuna a la cuna”, los productos regenerativos emulan el funcionamiento de los ecosistemas, y han sido creados usando una energía equivalente o inferior a los beneficios derivados del producto, que retornarán a la naturaleza.

El material orgánico (biótico) y sintético (abiótico) usado no sólo es metabolizado por el entorno, sino que se convierte en nuevos materiales y productos viables, sin usar energía adicional. Los materiales orgánico y biótico del diseño regenerativo equivalen a los nutrientes biológicos y técnicos de la terminología Cradle to Cradle.

Los sistemas regenerativos pretenden emular el funcionamiento de los ecosistemas, donde los productos se crearían e interaccionarían sin producir residuos. Estos ecosistemas artificiales creados por el ser humano pueden ser aplicados a distintos sectores y disciplinas, desde el diseño de ecosistemas (productos, entornos urbanos, edificios, industria o transporte), y sistemas de comportamiento humano (económicos, sociales, artísticos,etc.).

Mientras el objetivo del desarrollo sostenible es continuar creciendo, aunque sin causar daño al entorno, el fin del diseño regenerativo es crear sistemas humanos que no tengan que ser desechados.

3. Biomimetismo

El diseño biomimético (del griego “bios”, vida; y “mimesis”, imitación) parte de los modelos, sistemas, procesos y elementos de la naturaleza para resolver problemas humanos.

La biomimetica estudia la formación, estructura, o función de sustancias y materiales producidas biológicamente (como las encimas o la seda) y mecanismos y procesos biológicos (como la síntesis de proteinas o la fotosíntesis) para sintetizar productos similares a través de mecanismos artificiales, que imitan a los naturales.

Ya en el Renacimiento, inventores como Leonardo da Vinci estudiaron la anatomía y el vuelo de las aves para crear máquinas que permitieran volar al hombre. Pero las “máquinas voladoras” tuvieron que esperar todavía 400 años para que los hermanos Wright culminaran el primer vuelo exitoso con un rudimentario aeroplano sin motor, diseñado a partir del estudio de las palomas al vuelo.

La biomimesis ha inspirado todo tipo de diseños, desde edificios que se regulan térmicamente al haber sido diseñados emulando los termiteros del África subsahariana, como el Eastgate Centre de Harare (Zimbabue); hasta tejidos inspirados en los hilos confeccionados por arañas, como el Kevlar, empleado en chalecos antibalas.

Otras investigaciones proponen, entre otros diseños biomiméticos, crear adhesivo a partir de la sustancia adherente producida por los moluscos para sellar su coraza; paneles solares que emulen las hojas; tejidos hidrófilos con las propiedades de la piel de tiburón; o métodos para recolectar agua de la niebla y la humedad en el aire como los escarabajos.

Janine Benyus, presidenta del Biomimicry Institute, organización que promueve el estudio y la imatación de la naturaleza para mejorar los diseños humanos, ha recopilado decenas de ejemplos de diseño biomimético, además de asesorar sobre la materia a la NASA, General Electric, Seventh Generation o Levi’s, entre otras empresas e instituciones.

4. Tecnología adecuada

La tecnología adecuada, apropiada o intermedia, se dedica al diseño de productos y sistemas teniendo en cuneta los aspectos medioambientales, éticos, culturales, sociales y económicos de la comunidad a la que se dirigen.

Al tratarse de diseños concebidos para un tipo de entorno, contexto socioeconómico y realidad cultural concretos, la tecnología adecuada, según sus proponentes, ahorra en recursos, es más fácil de mantener, tiene un coste inferior, así como un menor impacto sobre el medio ambiente.

La tecnología apropiada suele describirse como el reconocimiento del valor social y ecológico derivado de usar el nivel tecnológico más simple posible capaz de lograr con los objetivos propuestos en un entorno local determinado.

Pese a que el propio término ganó relevancia a raíz de la crisis del petróleo de 1973, a menudo se considera a Mohandas Gandhi como el precursor de la tecnología adecuada. Gandhi intuyó que el mejor modo de lograr el progreso del pueblo indio y su emancipación era a través del uso descentralizado de la tecnología, que convirtiera a los ciudadanos pobres en productores de buena parte de su bienestar material básico.

Para Gandhi, que declaró que sus inventos preferidos eran la tejedora (inventada por amor) y la bicicleta (porque mantenía a las personas cerca del suelo), creía que el diseño productivo no podía basarse en la producción centralizada, ya que podía ser manipulada fácilmente y usada en favor de la violencia, como él mismo había constatado al estudiar el modelo industrial británico. El paradigma tecnológico más apropiado sería el que facilitara herramientas a las personas y reforzara las economías locales.

Influenciados por las ideas de Gandhi en torno a un sistema de producción descentralizado, que convirtiera a los ciudadanos en productores especializados, capaces de crear productos a partir de los materiales y las necesidades locales, el economista E.F. Schumacher publicó su influyente libro Small Is Beautiful (Lo pequeño es hermoso: Economía como si la gente importara) en 1973, año del inicio de la crisis del petróleo.

Sus propuestas partían de la concepción de Mahatma Gandhi, que había imaginado una India propulsada por microemprendedores capaces de producir, con sus ruecas y máquinas de hilar de escala humana, mejores y más adecuados productos que el diseño industrial centralizado.

Small Is Beautiful defiende el uso de lo que es a menudo pequeño, descentralizado y poco aparatoso, tecnologías adecuadas pensadas para suplir de manera elegante las necesidades de las personas, en contraste con la cultura del cuanto más y más grande, mejor.

Stewart Brand, editor del fanzine contracultural de los 60 y 70 Whole Earth Catalog, es a menudo citado como uno de los fundadores de la tecnología adecuada, al haber publicado en su revista y, con ello, contribuido a popularizar, muchas técnicas de diseño y construcción relacionadas con el movimiento.

Entre los promotores, diseñadores y usuarios de la tecnología adecuada se encuentra el científico y escritor Amory Lovins, autor de Natural Capitalism: Creating the Next Industrial Revolution.

La tecnología adecuada desarrolla productos a partir de herramientas y técnicas que, en general:

• Requieren poca inversión.
• Priorizan el uso de materiales locales para reducir el coste y adecuarse a la realidad del entorno inmediato.
• Requieren trabajo intensivo, pero más productivo que en muchas tecnologías tradicionales.
• Son lo suficientemente pequeñas y económicas como para ser adquiridas por individuos, familias o grupos de familias.
• Pueden ser entendidas, controladas y mantenidas por cualquiera, sin que se requiera un elevado nivel de entrenamiento específico.
• Pueden ser producidas en pueblos y pequeños talleres.
• Han sido concebidas para que la gente pueda trabajar conjuntamente para mejorar las condiciones locales.
• Ofrecen oportunidades para que comunidades locales se involucren en modificar e innovar los procesos, para mejorar la tecnología.
• Son flexibles, pueden ser adaptadas a distintos lugares y circunstancias cambiantes.
• Pueden usarse de manera productiva sin dañar el entorno.

Los profesores de Darmouth Vijay Govindarajan y Chris Trimble, así como el consejero delegado de GE, Jeffrey R. Immelt, han empleado el término innovación inversa (“reverse innovation”) o innovación por goteo (“trickle-up innovation”), para designar los avances creados con poca inversión en los países emergentes que, una vez probada su valía, se extienden al resto de economías.

En los países emergentes, la limitación de recursos y de infraestructuras estables, así como el poder adquisitivo limitado del público, obligan a aplicar técnicas inventivas, a menudo disruptoras. Los bienes capaces de triunfar en estos mercados podrían servir como modelos también usados en cualquier lugar de Estados Unidos, Europa o Japón.

Analizamos en un reciente artículo por qué la nueva realidad en innovación estará dominada por productos destinados a mega-mercados (cientos de millones de consumidores) con micro-consumidores (ya que su poder adquisitivo es inferior).

Nacen nuevos productos y servicios tecnológicos (móviles inteligentes y ordenadores económicos y de código abierto, por ejemplo); hasta microcréditos bancarios (Kiva.org); sistemas de pago por móvil donde no existe una red fiable de intermediarios (África rural); utensilios para potabilizar agua (poblaciones rurales del mundo en desarrollo); o sistemas de iluminación autónomos y ecológicos (donde no haya infraestructura eléctrica fiable).

La innovación inversa comparte en esencia los preceptos de la tecnología adecuada.

5. Ingeniería ecológica

La ingeniería ecológica trata de integrar las disciplinas de la ingeniería y la ecología para diseñar ecosistemas que integren las sociedades humanas en el entorno para el beneficio mutuo, en contraste con modelos de desarrollo que requieren grandes cantidades de recursos naturales y materiales, cuyo impacto es mucho mayor.

Pese a haber sido propuesta en 1962 por el ecologista estadounidense Howard Odum, entre otros, la ingeniería ecológica tomó relevancia más recientemente, con la difusión de los trabajos de W.J. Mitsch y S.E. Jorgensen, tales como Introduction to Ecological Engineering.

Según la definición de Mitsch y Jorgensen, la ingeniería ecológica es: por un lado, la restauración de ecosistemas que han sido sustancialmente alterados debido a las actividades humanas, tales como la contaminación medioambiental o el corrimiento de tierras; y por otro, el desarrollo de nuevos ecosistemas sostenibles, con validez para las personas y el entorno.

Para ambos autores, la ingeniería ecológica:

• Está basada en la capacidad de los ecosistemas de diseñarse autónomamente.
• Es una prueba de campo de la teoría ecologista.
• Depende de enfoques basados en sistemas integrados (los ecosistemas son interdependientes; del mismo modo, los diseños humanos basados en ellos también deberían comportarse del mismo modo).
• Conserva la energía no renovable.
• Es compatible con la conservación biológica.

A menudo, se ha relacionado académicamente la ingeniería ecológica con la biorremediación, la arquitectura sostenible y la permacultura.

La ingeniería ecológica diseña estructuras con comunidades interrelacionadas de plantas y animales (ecosistemas) “para beneficiar al ser humano y a la naturaleza”, unos objetivos que concuerdan los de las otras disciplinas mencionadas:

• La biorremediación usa microorganismos, hongos, plantas o enzimas para devolver la condición natural a un medio ambiente alterado.
• La arquitectura sostenible aprovecha los recursos naturales para minimizar el impacto de los edificios y aumentar la salud y el confort de sus habitantes.
• La permacultura (“agricultura permanente”) se dedica, según sus proponentes Bill Mollison y David Holmgren, a diseñar entornos humanos y sistemas de cultivo agrario que imitan las interrelaciones encontradas en los patrones de la naturaleza.

La ingeniería ecológica se ha aplicado a restaurar ecosistemas degradados, crear nuevos ecosistemas sostenibles que satisfagan las necesidades de la naturaleza y la sociedad local, y proyectos urbanísticos, pero su metodología podría aplicarse al diseño industrial interdisciplinar que mejore, por ejemplo, la relación entre la carretera, los vehículos que circulan por ella y la flora y fauna que deben convivir con el tráfico rodado.

M.D. Matlock ha propuesto un marco para aplicar estrategias de ingeniería ecológica en prácticamente cualquier situación o reto. Durante el proceso de evaluación, el diseño de sistemas complejos debería  tener en cuenta la economía ecológica para dirimir cuál es el sistema que promueve mejor la conservación biológica.