El estudio de la piel del gran tiburón blanco permitirá reducir la resistencia de los aviones

 

EL gran tiburón blanco (Carcharodon carcharias) es un cazador rápido y potente, capaz de alcanzar velocidades de hasta 6,7 m/s al saltar, aunque prefiere nadar a velocidades más lentas para migrar y esperar a sus presas. Un equipo de investigadores japoneses estudió la estructura de la piel del gran tiburón blanco para aprender más sobre cómo estas criaturas se adaptan tan bien a una amplia gama de velocidades. Sus hallazgos podrían conducir a aviones y barcos más eficientes con una resistencia muy reducida, según un estudio. artículo reciente publicado en el Journal of the Royal Society Interface.

Como se informó anteriormente, cualquiera que haya tocado un tiburón sabe que la piel se vuelve suave si la acaricia desde la nariz hasta la cola. Sin embargo, invierta la dirección y se sentirá como papel de lija. Esto se debe a las pequeñas escamas translúcidas, de aproximadamente 0,2 milímetros de tamaño, llamados «dentículos» (porque se parecen mucho a los dientes) en todo el cuerpo del tiburón, especialmente concentrados en los flancos y las aletas del animal. Es como una armadura para los tiburones y también sirve como medio para reducir la resistencia en el agua mientras nadan.

El arrastre de presión es el resultado de separación de flujo alrededor de un objeto, como un avión o el cuerpo de un tiburón mako mientras se mueve por el agua; la magnitud de la resistencia a la presión está determinada por la forma del objeto. Esto es lo que sucede cuando el flujo de fluido se separa de la superficie de un objeto, formando remolinos y vórtices que impiden el movimiento del objeto. Debido a que el cuerpo del tiburón ondula constantemente mientras nada, necesita algo que le ayude a mantener el flujo atrapado alrededor de ese cuerpo para reducir esta resistencia. Los dentículos sirven para este propósito.

También hay resistencia por fricción que surge de la fuerza de corte entre el medio fluido y la superficie de un objeto en movimiento. Básicamente, cuando un objeto se mueve a través de un fluido, como el aire o el agua, el fluido más cercano a la superficie del objeto, conocido como capa límite, es arrastrado junto con él, ejerciendo una fuerza sobre el objeto opuesta a la dirección del movimiento. Cuanto mayor sea la distancia desde la superficie, mayor será la velocidad del flujo.

Por ejemplo, los tiburones mako pueden nadar a velocidades de 70 a 80 mph, lo que les valió el apodo de «guepardos del océano». En 2019, científicos de la Universidad de Alabama determinaron un factor importante en cómo los tiburones mako pueden moverse tan rápido: el estructura de tu pielespecialmente los dentículos alrededor de los flancos y las regiones de las aletas de sus cuerpos. Los tiburones mako han desarrollado una distintiva apariencia pasiva «erizada» en algunas de sus escamas para nadar más rápido. Cerca de zonas como la nariz, las escamas no son especialmente flexibles, más bien parecen molares incrustados en la piel. Pero cerca de los costados y las aletas, las escamas son mucho más flexibles.

 Esto tiene un efecto profundo en el grado de presión de arrastre que encuentra el tiburón mako mientras nada. Los dentículos del tiburón mako pueden flexionarse en ángulos de más de 40 grados con respecto a su cuerpo, pero sólo en la dirección inversa del flujo (es decir, desde la cola hasta la nariz). Esto controla el grado de separación del flujo, similar a los hoyuelos de una pelota de golf. Los hoyuelos, o escamas en el caso del tiburón mako, ayudan a mantener la corriente adherida al cuerpo, reduciendo el tamaño de la estela.

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