El secreto de la cola del caballito de mar

Un estudio revela las aplicaciones en ingeniería de la estructura cuadrada de la cola de los hipocampos.

Vista de cerca, la cola del caballito de mar se sale de la norma. Es distinta de la mayoría de los peces, reptiles o mamíferos. En vez de ser blanda y cilíndrica, es cuadrada y está dividida en segmentos en forma de prisma rodeados de placas óseas. Este viernes, la revista Science le dedica un artículo a la cola cuadrada del caballito de mar. Resulta que la estructura del apéndice de estos animales tiene posibles aplicaciones en robótica e ingeniería, debido a que su forma única le confiere más resistencia a la presión y el daño.

Los científicos generaron un modelo digital de la cola cuadrada del caballito y otro de una cilíndrica. La intención del equipo, liderado por Michael M. Porter, profesor adjunto en la universidad de Clemson (Carolina del Sur, EE UU), era la de someter dichos modelos a distintas pruebas de resistencia y movilidad para entender el porqué de la disposición de este órgano y las características mecánicas derivadas de ella. El equipo dedujo de estos dos modelos que la estructura cuadrangular no solo ofrece más resistencia a estas fuerzas, según parece como mecanismo de protección de frágil columna de estos peces, sino que además ofrece una mayor superficie de contacto y, por tanto, resulta ser más útil como extremidad. Además, tal y como se muestra en la animación que acompaña a esta noticia, descubrieron que la mayor resistencia a la torsión y a la deformación se debe a pequeñas estructuras, como juntas de desplazamiento, que a modo de raíles conducen las fuerzas a las que se somete la cola.

Foto generado por ordenador de los dos modelos para la cola del caballito de mar, uno que imita la estructura natural (cuadrangular) y otro que recrea la estructura hipotética (cilíndrica). / MICHAEL M. PORTER, CLEMSON UNIVERSITY (SCIENCE)

El estudio hace hincapié en las posibles aplicaciones de esta estructura en bioingeniería, entendida como la rama de la ingeniería que se ocupa de la aplicación tecnológica de los sistemas biológicos y organismos vivos, para la creación o modificación de productos o procesos para un uso específico. Tal y como nos resume Ramón Ceres Ruiz, profesor de investigación en el Instituto Cajal del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y quien forma parte del grupo de este organismo dedicado a la bioingeniería, “la robótica trata fundamentalmente de realizar operaciones esencialmente mecánicas inspirándose en modelos humanos o animales”. En esta materia, se podría aplicar al desarrollo de extremidades y, en general, de estructuras más ligeras y a la vez más resistentes, concretamente podría suponer una excelente aportación a la hora de desarrollar robots basados en silicona.

Este joven y apasionante campo permite que los expertos en ciencias naturales aporten ideas al desarrollo de nuevas tecnologías, así como que se expliquen enigmas naturales mediante métodos y modelos hasta ahora propios de los ingenieros. En este sentido, Ceres recuerda otros avances tecnológicos importantes basados en animales como “el sonar basado en la orientación y la navegación del murciélago o los exoesqueletos que nos recuerdan funcionalmente a las estructuras externas de algunos animales como los crustáceos”.

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http://www.cajal.csic.es/index.html