BIOINGENIERÍA
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
Animación generada por ordenador del
movimiento de las vértebras, las placas oseas de alrededor y las juntas
de deslizamiento entre estas últimas. / Dominique Adriens (UGent)
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 asistente 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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