¿Cómo logra sobrevivir un mosquito al impacto de una gota de
lluvia que pesa entre dos y cincuenta veces más que su diminuto cuerpo?
Científicos en Estados Unidos
hallaron una respuesta sorprendente: los insectos utilizan movimientos
característicos del tai chi.
La clave, según investigadores del Instituto de
Tecnología de Georgia, está en que el pequeño y leve cuerpo del mosquito
ofrece poca resistencia a la gota, descendiendo incluso con ella. De
esta forma, los insectos no reciben el impacto total de la colisión.
La gota no choca contra el cuerpo en un "golpe
catastrófico" y ni siquiera llega a romperse. "Usualmente pensamos que
las gotas de lluvia chocan contra los objetos y se rompen. Pero si el
objeto es lo suficientemente liviano, como un mosquito, la gota no
recibe suficiente fuerza como para romperse", dijo a BBC Mundo, David
Hu, profesor de ingeniería mecánica del instituto en Georgia y autor
principal del estudio. "En tai chi hay una filosofía según la cual si no
resistimos la fuerza de nuestros opositores, no la sentiremos".
"La gota empuja al mosquito hacia abajo sin
romperse. Para explicar por qué la fuerza del impacto es tan reducida,
me gusta usar una analogía con el tai chi, que requiere movimientos
lentos para reducir la fuerza de impacto del combatiente opositor".
"La fuerza de colisión es proporcional a la
medida en la que el mosquito resiste esa fuerza. La gota pierde de esta
forma apenas el 10% de su velocidad, lo que contrasta claramente con el
caso, por ejemplo, de las libélulas, en que las gotas pierden el 90%".
Filmación
Hu y el estudiante de doctorado Andrew Dickerson
filmaron la colisión de las gotas de aguas con los mosquitos,
utilizando una cámara de alta velocidad.
"Fue muy difícil captar esas imágenes. Las gotas
de lluvia viajan a entre 5 y 10 metros por segundo, es decir, recorren
la longitud de mi oficina en un único segundo", explicó Hu a BBC Mundo.
"Para recrear la lluvia dejamos caer desde el
tercer piso de nuestro edificio y también desde el techo de nuestro
laboratorio una secuencia de gotas sobre un contenedor alto lleno de
mosquitos. De esta forma nos aseguramos de que las gotas hicieran
colisión con los insectos".
Las imágenes registradas por Hu muestran cómo
los mosquitos simplemente combinan la fuerza de la gota con su propio
desplazamiento y ambos caen juntos por un instante.
"Por eso no sienten la fuerza de la gota, simplemente se unen a ella y viajan juntos", dijo Hu.
Cuando un objeto en movimiento choca contra
otro, es la parada abrupta lo que produce la fuerza que causa mayor
daño. Por ejemplo, si un auto choca contra una pared a 50 kilómetros por
hora, la pared y el auto absorben toda la energía que lleva el vehículo
en movimiento, potencialmente con terribles consecuencias.
La clave para el mosquito es que por no alterar prácticamente la velocidad de la gota, absorbe una parte mínima de su energía.
Robots
Pero sobrevivir a la colisión no es el fin de la
lucha de supervivencia para el mosquito. Debe también escapar de la
gota antes de que ésta se estrelle contra el suelo a más de 32
kilómetros por hora.
El estudio podría ayudar a diseñar pequeños robots.
Y aquí es donde entran en juego los pelos que
cubren el cuerpo del insecto. Estos pelos repelen el agua, lo que parece
facilitar el escape. Cada mosquito en el experimento evitó ser
arrastrado y logró separarse de la gota antes de que esta hiciera
impacto contra el suelo.
El estudio de Hu podría ayudar a diseñar robots diminutos que puedan moverse sin ser afectados por las inclemencias del tiempo.
"Si crean un robot muy pequeño, los diseñadores
ya habrán incorporado un elemento de fortaleza. Las colisiones son más
fáciles de sobrevivir cuando el robot es de dimensiones reducidas", dijo
Hu a BBC Mundo.
"Por otra parte, tener patas y alas que se
extienden desde el cuerpo ayuda a la separación postcolisión, porque la
fuerza de arrastre en las alas roza al insecto y rompe el punto de
contacto".
Hu planea seguir investigando el impacto de la
lluvia en los animales de menor tamaño. "Cuando se es muy pequeño,
sobrevivir a la lluvia es algo muy importante".
"También estamos interesados en otras formas en
las que los animales se han adaptado, por ejemplo, al rocío. Ya hemos
estudiado cómo las hormigas se desplazan en suelos mojados, cómo los
perros se sacuden el agua y cómo los mosquitos sobreviven a la lluvia.
Los animales tienen formas muy ingeniosas de mantenerse secos".
El estudio fue publicado en la revista de la Academia de Ciencias de Estados Unidos, Proceedings of the National Academy of Sciences, PNAS.
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