Curiosidades de la naturaleza: Ligeras pero resistentes

La estrategia que utilizan es muy similar a la que el hombre utiliza a la hora de construir barcos, dividir el casco en compartimentos para evitar que las naves se hundan, demostrándose una vez más que el hombre, aún sin saberlo muchas veces imita a la naturaleza para obtener soluciones a sus problemas cotidianos.

Como todas las partes del cuerpo de los insectos, las alas están hechas de cutícula, que es el Segundo material natural más común en la Tierra.

“Recientemente demostramos que la cutícula de las patas de los saltamontes son uno de los materiales naturales más resistentes del mundo”, dice David Taylor, ingeniero y coautor del trabajo. “Ahora queriamos comprobarlo para las alas.”

Para estudiar la resistencia de sus alas, estos investigadores hicieron pequeñas muescas en sus membranas, filmando el proceso y midieron la fuerza necesaria para crear una fisura.

En principio no parecían excesivamente resistentes, lo cual fue una sorpresa para estos investigadores que esperaban que fueran al menos tan robustas como sus patas. Pero cuando analizaron las filmaciones con mayor profundidad se dieron cuenta que la mayoría de las grietas dejaban de expandirse cuando se topaban con una de las venas de las membranas, de forma que estas diminutas barreras lograban aumentar la fortaleza de las alas en un 50%, sin que el peso de las alas apenas se incremente en exceso, tal y como explica Taylor.



“Comparadas con la membrana de las alas, las venas son relativamente pesadas. Por lo que preferirías tener el menor número de venas posible para mantener el peso de las alas bajo” dijo Dirks, otro de los científicos. Sin embargo, los videos demostraban que la presencia de menos venas en las alas suponía una menor protección contra las rupturas de alas. Es como los compartimentos para agua de los barcos. Con muchos compartimentos, las naves se vuelven muy pesadas, pero con pocos, un solo agujero es capaz de hundir el barco por completo, señala.

Una vez analizado este fenómeno, los científicos quisieron saber cual es la proporción optima de membrana y venas para optimizar el vuelo. Para ello midieron el tamaño y forma de las casi 1000 celdas encontradas en cada ala y se percataron que el espacio que separa la mayoría de las venas corresponde exactamente al llamado "punto crítico de fisura", es decir, dado un estrés determinado, las grietas menores de esta constante material no crecen.

Gracias a este preciso espaciamiento de las venas, las rupturas siempre son paradas antes de que alcancen este punto crítico y empiecen a crecer por si solas”- dice Taylor. La naturaleza ha encontrado así la solución mecánica óptima para las alas, con una gran dureza y a bajo peso.