Los investigadores han descubierto lo que hace que el tiburón sea casi imposible de superar. Mediante el uso de una técnica de imagen de ingeniería, los investigadores han descubierto que a medida que la cola de un tiburón se balancea de lado a lado, crea el doble de chorros de agua que las colas de otros peces, suavizando el empuje y probablemente haciendo que la natación sea más eficiente. Los tiburones hacen esto al endurecer la cola en el midswing, una estrategia que algún día podría aplicarse a los vehículos submarinos para mejorar su rendimiento.,
«Los autores han hecho un argumento persuasivo de que los músculos de la aleta están modificando la forma y posiblemente la textura de la aleta para modificar el flujo» a lo largo del ciclo de accidente cerebrovascular, dice Frank Fish, biomecánico de la Universidad de West Chester en Pennsylvania.
para que los peces se muevan hacia adelante, tienen que empujar el agua hacia atrás. Y los tiburones tienen una carga adicional: se hunden cuando dejan de nadar, por lo que deben estar en constante movimiento. Para ayudar a generar elevación para mantener el agua media, la parte superior de la cola se extiende más atrás que la parte inferior, creando una inclinación a lo largo del borde posterior., La mayoría de los otros peces tienen colas que son esencialmente simétricas de arriba a abajo.
curiosa sobre cómo funciona la cola de tiburón, la biomecánica de la Universidad de Harvard Brooke Flammang ha estado examinando su estructura y función. En 2005, descubrió un músculo de la cola que parecía activarse en momentos peculiares durante el balanceo de la cola hacia adelante y hacia atrás. Para entender el papel del músculo, decidió rastrear en detalle cómo el tiburón empuja el agua hacia atrás.
para hacer esto, los investigadores suelen poner una gran cantidad de Pequeñas partículas en el agua. A medida que la cola se balancea, el agua se mueve y arrastra las partículas a lo largo., Las partículas reflejan la luz de los láseres parpadeantes, por lo que se pueden rastrear utilizando cámaras de alta velocidad. Un programa de computadora utiliza las imágenes para generar imágenes del flujo de agua. Los chorros de agua son difíciles de ver, pero estos chorros crean anillos o vórtices de agua que se asemejan a anillos de humo y pueden detectarse fácilmente.
normalmente, esta técnica de imagen emplea dos cámaras para rastrear las partículas en las direcciones horizontal y vertical, y en base a esos datos, los investigadores estiman cómo se mueven las partículas a lo largo de la tercera dimensión, la profundidad., Pero Flammang quería ver directamente cómo se movían las partículas en tres dimensiones. Así que adaptó un sistema de imágenes más avanzado, uno que utiliza tres cámaras, que hasta ahora solo se había utilizado para estudiar el flujo de agua que sale de los cilindros con pistones que generan la fuerza. «Los ingenieros han empleado esta técnica durante años, pero su aplicación es nueva para la biología», señala Fish.
Flammang y sus colegas probaron dos cazón Espinosa y dos cazón cadena poniéndolos en un tanque de agua con un flujo de agua constante para que los tiburones nadaran en su lugar., También observó el flujo de agua que salía de un «robot» de tiburón que tenía una cola de plástico flexible. (Para más información, vea estos videos de un cazón espinoso nadando y una aleta robótica.) La mayoría de los peces crean un anillo de agua al final de cada movimiento de cola. La cola empuja el agua a medida que se mueve hacia un lado, luego envía el agua girando a medida que se detiene para cambiar de dirección. Se pensaba que los tiburones producían dos anillos en ese punto, uno pequeño y otro grande debido a la forma de la cola, y eso es lo que sucede con la cola robótica.,
pero en realidad, la cola de un tiburón gira el segundo anillo justo cuando llega a la línea media del animal, Flammang y sus colegas informan en la edición del 22 de diciembre de las actas de la Royal Society B. ese anillo es más grande y se conecta al anillo generado al final de la película de la cola. «Eso proporciona una gran ventaja», dice Flammang. En lugar de simplemente recibir un empujón a medida que la cola alcanza la extensión de su curva, el tiburón ha agregado empuje en el medio del movimiento. «Puede estar permitiendo que el animal produzca un empuje casi continuo.,»Flammang piensa que el tiburón usa el músculo que ella caracterizó para endurecer la cola en el midswing, cambiando ligeramente su forma, para deshacerse del vórtice extra.
«el tiburón tiene un grado más de sofisticación» en la generación de empuje, dice Michael Triantafyllou, ingeniero oceánico del Instituto Tecnológico de Massachusetts en Cambridge. «Tales observaciones pueden conducir a mejores diseños» para vehículos submarinos, señala, aunque advierte que el diseño de componentes que cambian de forma «parece complicar las cosas., Sin embargo, Flammang es impertérrito: «me gustaría construir un modelo de cola de tiburón completamente funcional que pueda la rigidez.”