Las alas de los insectos no son tan frágiles como parecen, según
científicos en Irlanda.
La red de venas en las alas de saltamontes o grillos ayuda a detectar
tempranamente cualquier fisura y minimizar su impacto, en forma similar a los
compartimientos del casco que buscan impedir el hundimiento de un barco.
"Las langostas del desierto son las voladoras maratónicas del mundo de los
insectos", señaló Jan Hemming Dirks, de Trinity College, en Dublin, quien
estudió las propiedades de las alas junto al profesor David Taylor, del
Departamento de Ingeniería Mecánica de la misma universidad.
"Estos insectos pueden volar durante días cruzando desiertos y océanos con
alas diez veces más finas que un cabello humano".
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| Las venas de las membranas impiden que las fisuras se expandan, en un sistema
similar a los compartimientos en el casco de un barco. |
Barreras
Como otras partes del cuerpo de un insecto, las alas están hechas de
cutícula, uno de los materiales más abundantes en la naturaleza.
"Recientemente demostramos que la cutícula en las patas de un grillo es uno
de los materiales más fuertes del mundo y ahora queríamos investigar si las alas
de las langostas tenían propiedades similares”, explicó Taylor.
Para medir la resistencia de las alas, los científicos hicieron pequeñas
muescas en las membranas y midieron la fuerza necesaria para crear una
fisura.
"Nos sorprendió mucho que, en nuestros primeros experimentos, las membranas
de las alas no mostraron ser muy fuertes", dijo Dirks.
Sin embargo, cuando Dirks y Taylor estudiaron en detalle las filmaciones de
los insectos, observaron que la mayoría de las grietas dejaban de expandirse
cuando se topaban con una de las venas en las membranas.
Estas diminutas barreras aumentaban la fortaleza de las alas en un 50%, según
los científicos.
Espaciamiento óptimo
El estudio de la estructura de los insectos puede
ayudar a
diseñar microaparatos aéreos.
Si estas venas son tan efectivas, la gran pregunta es por qué no son más
numerosas.
"Comparadas con las membranas, las venas en las estructura de las alas son
relativamente pesadas. Por lo tanto, es importante que el número de venas sea lo
menor posible para reducir el peso", dijo Dirks.
Sin embargo, que si el número de venas es demasiado
bajo, la protección contra fisuras disminuye.
"Ocurre algo similar a los compartimientos de un buque. Si hay demasiados, el
barco es demasiado pesado. Si hay muy pocos, un único agujero puede hundir la
embarcación entera".
¿Cuál es la proporción optima de membranas y venas?
Los científicos midieron el tamaño y forma de las casi 1000 celdas
encontradas en cada ala y encontraron que el espaciamiento de la mayoría de las
venas corresponde al llamado punto crítico de fisura. Dado un estrés
determinado, las grietas menores de esta constante no se extienden.
"Gracias a este espaciamiento preciso de las venas que se entrecruzan, las
fisuras siempre se detienen antes de que alcancen un tamaño crítico", dijo
Taylor.
"La naturaleza ha encontrado una solución optima desde el punto de vista
mecánico para las alas de las langostas, dotándolas al mismo tiempo de gran
fortaleza y peso bajo".
La investigación podría contribuir en el futuro al diseño de microaparatos
aéreos.
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