miércoles, 25 de abril de 2012
El caparazón del caracol de pie escamoso
● El caracol de pie escamoso (Crysomallon squamiferum), que habita en el fondo del océano Índico, posee uno de los caparazones más robustos de la naturaleza. Gracias a él, este pequeño molusco es capaz de resistir la presión del agua a una profundidad de 2.400 metros (8.000 pies). Tampoco se ve afectado por la elevada acidez del agua ni los bruscos cambios de temperatura propiciados por el agua caliente que brota de los respiraderos hidrotermales. Además, está a salvo del ataque de los depredadores.
Observe: La concha de este caracol consta de tres capas: la externa incorpora partículas de sulfuro de hierro; la del medio se parece a la capa de proteína que tienen otras especies de caracoles, y la interna está compuesta de un mineral de calcio denominado aragonito. Con este blindaje triple, el molusco es inmune a las poderosas pinzas de los cangrejos. Aunque uno de ellos pase días enteros apretando su caparazón, no logrará quebrarlo.
Sirviéndose de una máquina con punta de diamante llamada indentador, los investigadores descubrieron que “la capa externa está diseñada para agrietarse de manera que absorba la energía mecánica”, según la revista Discover. “Las grietas únicamente se abren en forma de abanico y alrededor de las partículas de sulfuro de hierro. Este ‘microagrietamiento’ no solo absorbe la energía, sino que evita la formación de fisuras mayores.” La capa del medio también contribuye a la absorción de la energía mecánica producida durante un ataque.
Los investigadores esperan copiar la estructura de este caparazón para diseñar cascos y chalecos antibalas más resistentes, así como cascos de barcos y aviones. “Hasta los oleoductos de las tierras árticas, que son azotados por los icebergs, se beneficiarían”, añade la revista.
Observe: La concha de este caracol consta de tres capas: la externa incorpora partículas de sulfuro de hierro; la del medio se parece a la capa de proteína que tienen otras especies de caracoles, y la interna está compuesta de un mineral de calcio denominado aragonito. Con este blindaje triple, el molusco es inmune a las poderosas pinzas de los cangrejos. Aunque uno de ellos pase días enteros apretando su caparazón, no logrará quebrarlo.
Sirviéndose de una máquina con punta de diamante llamada indentador, los investigadores descubrieron que “la capa externa está diseñada para agrietarse de manera que absorba la energía mecánica”, según la revista Discover. “Las grietas únicamente se abren en forma de abanico y alrededor de las partículas de sulfuro de hierro. Este ‘microagrietamiento’ no solo absorbe la energía, sino que evita la formación de fisuras mayores.” La capa del medio también contribuye a la absorción de la energía mecánica producida durante un ataque.
Los investigadores esperan copiar la estructura de este caparazón para diseñar cascos y chalecos antibalas más resistentes, así como cascos de barcos y aviones. “Hasta los oleoductos de las tierras árticas, que son azotados por los icebergs, se beneficiarían”, añade la revista.
El huevo de las aves
● Al huevo de las aves se lo ha llamado “un milagro de la ingeniería de empaque”. ¿Por qué?
Observe: Aunque a simple vista parece sólida, la cáscara del huevo de gallina, rica en calcio, tiene hasta 8.000 poros microscópicos que permiten la entrada de oxígeno y la salida de dióxido de carbono —un intercambio imprescindible para que el embrión pueda respirar—. Al mismo tiempo, la cáscara y un conjunto de membranas protegen al embrión de posibles infecciones bacterianas. El albumen —sustancia gelatinosa con alto contenido de agua que aparece en la clara— le confiere al huevo su capacidad para absorber golpes.
Los investigadores están buscando maneras de imitar la estructura del huevo a fin de crear empaques con mayor resistencia a los impactos y un recubrimiento que proteja la fruta de bacterias y parásitos. Sin embargo, “copiar a la naturaleza no es tarea fácil”, escribe Marianne Botta Diener en la revista Vivai. De hecho, comenta que hasta ahora los resultados no han sido muy ecológicos que digamos.
Observe: Aunque a simple vista parece sólida, la cáscara del huevo de gallina, rica en calcio, tiene hasta 8.000 poros microscópicos que permiten la entrada de oxígeno y la salida de dióxido de carbono —un intercambio imprescindible para que el embrión pueda respirar—. Al mismo tiempo, la cáscara y un conjunto de membranas protegen al embrión de posibles infecciones bacterianas. El albumen —sustancia gelatinosa con alto contenido de agua que aparece en la clara— le confiere al huevo su capacidad para absorber golpes.
Los investigadores están buscando maneras de imitar la estructura del huevo a fin de crear empaques con mayor resistencia a los impactos y un recubrimiento que proteja la fruta de bacterias y parásitos. Sin embargo, “copiar a la naturaleza no es tarea fácil”, escribe Marianne Botta Diener en la revista Vivai. De hecho, comenta que hasta ahora los resultados no han sido muy ecológicos que digamos.
El pico del martín pescador
● El tren bala japonés, que viaja a casi 300 kilómetros (200 millas) por hora, es uno de los trenes de alta velocidad más rápidos del mundo. Parte de su éxito se lo debe a un pájaro llamado martín pescador.
Observe: Para cazar a sus presas, el martín pescador puede zambullirse de cabeza en el agua sin apenas salpicar, capacidad que intrigó a Eiji Nakatsu, el ingeniero que dirigió los recorridos de prueba del tren bala. Él quiso saber la razón por la que el martín pescador se adapta tan deprisa del aire al agua: de un medio que ofrece poca resistencia a otro más denso. La respuesta ayudaría a resolver un problema peculiar del tren bala. “Cuando el tren entra en un túnel estrecho a alta velocidad —explica Nakatsu—, se generan unas ondas de presión que llegan a hacerse gigantescas, como las olas producidas por un maremoto. Estas llegan a la salida del túnel a la velocidad del sonido, generando ondas de baja frecuencia que producen una explosión sónica y unas vibraciones aerodinámicas tan intensas que las autoridades recibieron quejas de vecinos que residen a 400 metros [1.300 pies] de distancia.”
Se decidió hacer el frontal del tren bala con la forma del pico del martín pescador. ¿El resultado? Ahora va un 10% más rápido y consume un 15% menos de electricidad. Además, la presión del aire creada por el tren se ha reducido en un 30%, con lo que ya no produce ninguna explosión sónica cuando atraviesa un túnel.
Observe: Para cazar a sus presas, el martín pescador puede zambullirse de cabeza en el agua sin apenas salpicar, capacidad que intrigó a Eiji Nakatsu, el ingeniero que dirigió los recorridos de prueba del tren bala. Él quiso saber la razón por la que el martín pescador se adapta tan deprisa del aire al agua: de un medio que ofrece poca resistencia a otro más denso. La respuesta ayudaría a resolver un problema peculiar del tren bala. “Cuando el tren entra en un túnel estrecho a alta velocidad —explica Nakatsu—, se generan unas ondas de presión que llegan a hacerse gigantescas, como las olas producidas por un maremoto. Estas llegan a la salida del túnel a la velocidad del sonido, generando ondas de baja frecuencia que producen una explosión sónica y unas vibraciones aerodinámicas tan intensas que las autoridades recibieron quejas de vecinos que residen a 400 metros [1.300 pies] de distancia.”
Se decidió hacer el frontal del tren bala con la forma del pico del martín pescador. ¿El resultado? Ahora va un 10% más rápido y consume un 15% menos de electricidad. Además, la presión del aire creada por el tren se ha reducido en un 30%, con lo que ya no produce ninguna explosión sónica cuando atraviesa un túnel.
La piel del tiburón
● A simple vista, la piel del tiburón parece suave. Pero si la pudiera tocar —sin arriesgarse, por supuesto—, se llevaría una sorpresa: al pasar la mano de la cola hacia la cabeza, la piel es áspera como el papel de lija.
Observe: Las diminutas escamas estriadas que producen esta textura ayudan al tiburón de dos maneras. Por un lado, canalizan el agua, lo que le permite nadar con un mínimo de resistencia. Y por el otro, van flexionándose a medida que el tiburón se desplaza, creando así una superficie inestable que impide que se le alojen parásitos.
Las propiedades de la piel del tiburón tienen una amplia variedad de aplicaciones. Por ejemplo, ya se ha comercializado un traje de baño de un tejido cuya superficie exterior, inspirada en la piel del tiburón, aumenta la velocidad del nadador aproximadamente en un tres por ciento. Se cree que los mismos principios se pueden emplear para fabricar automóviles y barcos con menos resistencia a la fricción.
También se investiga la manera de aprovechar la propiedad autolimpiable de la piel del tiburón en la producción de revestimientos antiincrustantes para embarcaciones, los cuales serían más ecológicos que los fabricados a base de compuestos metálicos. Dicha propiedad incluso podría aplicarse a productos y aparatos médicos con el fin de reducir el riesgo de infecciones hospitalarias.
Observe: Las diminutas escamas estriadas que producen esta textura ayudan al tiburón de dos maneras. Por un lado, canalizan el agua, lo que le permite nadar con un mínimo de resistencia. Y por el otro, van flexionándose a medida que el tiburón se desplaza, creando así una superficie inestable que impide que se le alojen parásitos.
Las propiedades de la piel del tiburón tienen una amplia variedad de aplicaciones. Por ejemplo, ya se ha comercializado un traje de baño de un tejido cuya superficie exterior, inspirada en la piel del tiburón, aumenta la velocidad del nadador aproximadamente en un tres por ciento. Se cree que los mismos principios se pueden emplear para fabricar automóviles y barcos con menos resistencia a la fricción.
También se investiga la manera de aprovechar la propiedad autolimpiable de la piel del tiburón en la producción de revestimientos antiincrustantes para embarcaciones, los cuales serían más ecológicos que los fabricados a base de compuestos metálicos. Dicha propiedad incluso podría aplicarse a productos y aparatos médicos con el fin de reducir el riesgo de infecciones hospitalarias.
¿Quién fue primero?
EN 1973, el ingeniero Martin Cooper fue el primero en demostrar el funcionamiento de un teléfono celular portátil. El aparato tenía una pila, una radio y un microprocesador (una minicomputadora). Los neoyorquinos se quedaron pasmados al ver a Cooper llamando desde la calle. No obstante, tal invento fue posible solo porque en 1800 Alessandro Volta había inventado la pila —el primer generador de corriente continua—, y porque el teléfono se había desarrollado para 1876, la radio para 1895 y la computadora para 1946. Por último, la aparición del microprocesador en 1971 hizo posible la telefonía móvil. Pero ¿era la comunicación mediante aparatos complejos realmente una nueva invención?
Un aparato de comunicación que muchas veces no valoramos como deberíamos es el aparato fonador, o sea, el que produce nuestra voz. Más de la mitad de los miles de millones de neuronas de la corteza motora del cerebro controlan los órganos del habla, y cerca de un centenar de músculos accionan los complicados mecanismos de la lengua, los labios, la mandíbula, la garganta y el pecho.
El oído también forma parte de este sistema de comunicación al convertir el sonido en impulsos eléctricos que procesa el cerebro. Gracias a que el cerebro analiza los sonidos, podemos reconocer a las personas por su timbre de voz. Además, el cerebro calcula la diferencia en millonésimas de segundo con que el sonido llega a cada oído, y así determina su procedencia. Estas son tan solo dos de las funciones que nos permiten escuchar a una persona a la vez, aunque haya varias otras hablando.
Así pues, la comunicación inalámbrica ultramoderna (con identificador de llamadas) no es algo nuevo: la encontramos primero en el mundo de los seres vivos, en la naturaleza.
Un aparato de comunicación que muchas veces no valoramos como deberíamos es el aparato fonador, o sea, el que produce nuestra voz. Más de la mitad de los miles de millones de neuronas de la corteza motora del cerebro controlan los órganos del habla, y cerca de un centenar de músculos accionan los complicados mecanismos de la lengua, los labios, la mandíbula, la garganta y el pecho.
El oído también forma parte de este sistema de comunicación al convertir el sonido en impulsos eléctricos que procesa el cerebro. Gracias a que el cerebro analiza los sonidos, podemos reconocer a las personas por su timbre de voz. Además, el cerebro calcula la diferencia en millonésimas de segundo con que el sonido llega a cada oído, y así determina su procedencia. Estas son tan solo dos de las funciones que nos permiten escuchar a una persona a la vez, aunque haya varias otras hablando.
Así pues, la comunicación inalámbrica ultramoderna (con identificador de llamadas) no es algo nuevo: la encontramos primero en el mundo de los seres vivos, en la naturaleza.
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