Cómo un insecto que usa su trasero para arrojar gotas de orina podría mantener su reloj inteligente seco

El francotirador de alas cristalinas es un insecto tan impresionante cuando orina que podría inspirar diseños más eficientes para dispositivos resistentes al agua.

Saad Bhamla estaba en su huerta en Atlanta, Georgia, cuando notó por primera vez la hazaña. El francotirador forma gotas de pis limpias y redondas que arroja a la velocidad del rayo. Bhamla, profesor asistente de ingeniería biomolecular de Georgia Tech, sacó su iPhone para tomar algunos videos en cámara lenta.

“Cuanto más me acercaba, más me daba cuenta de que estaba haciendo algo interesante”, dice Bhamla. el borde.

“Cuanto más me acercaba, más me daba cuenta de que estaba haciendo algo interesante”

Resulta que el francotirador logra algo con su orina que no ha sido documentado en un sistema biológico hasta ahora: un fenómeno llamado superpropulsión. Cómo hace esto el francotirador se detalla en un trabajo de investigación Bhamla y sus colegas publicaron esta semana en la revista Comunicaciones de la naturaleza. Y también podría ayudar a los humanos a descubrir cómo lograr la superpropulsión, no con orina sino con relojes inteligentes y otros dispositivos que se secan solos.

En pocas palabras, la superpropulsión permite que un objeto elástico vuele a velocidades más rápidas que la cosa que lo lanza. La sincronización precisa entre el objeto blando y su catapulta le da al objeto un impulso de energía. Para entender este fenómeno, piensa en un clavadista olímpico, explica Bhamla. Un buceador experto podría cronometrar un salto para obtener la máxima energía resonante del trampolín.

Después de tomar los videos con su iPhone, Bhamla y sus colegas recurrieron a cámaras y microscopios de alta velocidad para observar más de cerca al francotirador. Lo que encontraron fue un lápiz óptico anal, también conocido como un parpadeo trasero, que es clave para la forma única en que el insecto se ocupa de los negocios. El parpadeo trasero se mueve hacia atrás para dejar espacio para la orina entrante, lo que le permite formar una gota en el extremo de la cola del insecto. Al mismo tiempo, el parpadeo comprime la gota, lo que permite que se acumule energía a través de la tensión superficial.

Una vez que la gota tiene el tamaño y la forma adecuados, el parpadeo gira hacia atrás otros 15 grados. Entonces eso sacude la gota como un pinball. El parpadeo trasero es increíblemente rápido, acelerando más de 40G, que es 40 veces más rápido que la aceleración de un guepardo corriendo. Lo que es más sorprendente es que la orina vuela a una velocidad aún mayor que el parpadeo del trasero, el indicador revelador de la superpropulsión.

Como ventaja adicional, la táctica también es energéticamente eficiente. Después de todo, la gota se mueve más rápido que la catapulta que la lanza. Los francotiradores en realidad orinan de esta manera para ahorrar energía porque orinan mucho. Los francotiradores beberán y orinarán volúmenes de hasta 300 veces su peso corporal al día porque tienen una dieta de savia vegetal súper baja en calorías y deficiente en nutrientes. Y tiene que arrojar su orina para evitar que la gota se adhiera a ella como una gota de jarabe de arce.

¿Qué tiene esto que ver con un reloj inteligente? La función Water Lock del Apple Watch, por ejemplo, ya puede expulsar agua del dispositivo después de nadar. Pero hasta donde Bhamla sabe, dispositivos como este aún no utilizan superpropulsión. Si los ingenieros pueden aprender del francotirador, podrían diseñar sistemas de eyección de agua más eficientes para los dispositivos. De esa manera, también puede mantener su reloj seco y cargado por más tiempo. El mismo tipo de tecnología podría usarse en audífonos o cualquier otra cosa que desee hacer resistente al agua.

Los investigadores probaron el método utilizando altavoces.
Imagen: El laboratorio Bhamla

Bhamla y su equipo probaron las tácticas del francotirador haciendo rebotar agua en los parlantes en las mesas de la cocina. Usaron la vibración de los parlantes para comprimir pequeñas gotas, creando tensión superficial. Con una sincronización precisa, podrían lanzar las gotas a altas velocidades.

Si bien suena adecuado, este útil truco no es lo que le valió al insecto el apodo de “tirador de primera”. Es mayormente conocido en los EE.UU. como un parásito a los agricultores. Sus marcas de mordeduras pueden parecer como pequeños agujeros de bala en las hojas y puede transmitir enfermedades de una planta a otra. Su abundante orina también puede blanquear las frutas.

Bhamla espera que su investigación pueda inspirar a más personas a mirar a los insectos desde nuevas perspectivas. “Creo que solo hará que los niños jóvenes de corazón y en edad vayan a sus patios traseros y miren y disfruten”, dice. el borde. “Es muy divertido. Eso es lo suficientemente bueno para mí.