Física

Una teoría explica cómo corren, vuelan y nadan los animales


Los investigadores, de la Universidad Duke y de la Estatal de Pensilvania, indican que la llamada "teoría constructual" puede explicar las características esenciales de la locomoción para cada criatura (cuán deprisa consiguen desplazarse de un lugar a otro y cuán rápida y enérgicamente caminan, nadan o baten sus alas con respecto a su masa). La teoría constructual se perfila como una poderosa metodología analítica para la descripción del movimiento, o los flujos, en la naturaleza.

Los resultados tienen importantes implicaciones para comprender los factores que guían la evolución, sugiriendo que muchas importantes características funcionales de la forma de los animales y su locomoción son predecibles por medio de la física.

Los resultados también desafían la noción de que existan diferencias fundamentales entre formas de locomoción aparentemente no correlacionadas. Asimismo, ofrecen una explicación para las notables similitudes universales en el diseño de los animales, que confundieron a los científicos durante largo tiempo.

"De hecho, la locomoción animal no es diferente de otros flujos, animados e inanimados: todos los flujos se desarrollan en el espacio y en el tiempo de modo tal que se optimiza el flujo de material", explica Adrian Bejan, Profesor de Ingeniería Mecánica, en la Universidad Duke. En el caso de la locomoción animal, esto significa que los animales se mueven de tal modo que viajan a la mayor distancia gastando la menor cantidad de energía.

"De las nociones elementales de la física, basándonos sólo en la gravedad, la densidad y la masa, podemos explicar dentro de un orden de magnitud muchos rasgos del vuelo, la natación y la locomoción", explica James Marden, profesor de biología en la Universidad Estatal de Pensilvania. "No importa si el animal tiene ocho, cuatro, o dos patas, o incluso si nada sin ellas".

Concebida y publicada inicialmente por Bejan en 1996, la ley constructual surge del principio básico de que los sistemas de flujo evolucionan para minimizar las imperfecciones (la energía gastada en la fricción u otras formas de resistencia) de modo tal que se pierda la menor cantidad posible de energía útil.

La teoría se aplica virtualmente a todos los movimientos. Por ejemplo, en su primer trabajo Bejan analizó cómo la ley explica el flujo del tráfico, el enfriamiento de los dispositivos electrónicos a pequeña escala y las corrientes de los ríos.

Los investigadores anuncian ahora que la ley constructual predice las relaciones universales entre la masa corporal de los animales y su velocidad, así como la frecuencia y fuerza de sus pasos, aleteos u ondulaciones que propulsan sus cuerpos hacia adelante.

Correr, nadar y volar son acciones que se realizan en ambientes físicos muy diferentes e igualmente involucran mecánicas corporales bastante distintas. No obstante, existen fuertes convergencias en ciertas características funcionales de los animales que corren, nadan o vuelan. Por ejemplo, la frecuencia de los pasos de los vertebrados que corren, guarda la misma relación con la masa de esos animales que la existente entre la velocidad con que nadan los peces y su masa. De igual modo, la velocidad de los corredores sigue los mismos principios que la velocidad de los pájaros en vuelo.



Hay 4 comentarios
anonimo – LIMA
20/01/11 - 15:40
Tema: PESIMISTA

OYE ESTO ES UNA PORQUERIA

iiazmiiN! – leon
30/11/10 - 00:46
Tema:

whaa peziimO nO mee ziirviiO de nadaa!!!
publikaa bn Ok??

lupita – mexico
25/08/09 - 23:42
Tema: fisica

esta del navo no biene nada de informacion

Ermanno Maniero – Lima - Per
11/03/09 - 21:26
Tema:

ME INTERESARIA LEER ARTICULOS ACERCA DE LA APLICACION Y SOLUCIONES DE PROBLEMAS DE FISICA MECANICA EN LA LOCOMOCION DE LOS PERROS

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