Ciencia

Científicos japoneses del Instituto de Ciencia Industrial de la Universidad de Tokio han entendido cómo las mariquitas doblan sus alas implantando un ala artificial transparente en el insecto y observando el mecanismo de plegamiento que aplica. Los hallazgos, publicados en Proceedings of the National Academy of Sciences, que ayudan a explicar cómo las alas mantienen su fuerza y rigidez durante el vuelo para luego compactarse y guardarse al estar en el suelo, proveen pistas para diseños innovadores de una serie de estructuras desplegables como antenas de satélite, instrumentos médicos microscópicos o artículos más cotidianos como ventiladoras o sombrillas.

Las mariquitas o coccinélidos son insectos que poseen una extraordinaria capacidad: convertirse con asombrosa rapidez en individuos voladores desplegando y ocultando sus alas de manera eficaz. Sus alas consisten en élitros endurecidos: las delanteras con las manchas familiares, y las traseras, usadas para el vuelo, protegidas por los élitros.

Estudios previos confirmaron que los movimientos de arriba abajo en el abdomen y patrones de doblez similares al origami jugaban un rol importante en el proceso de pliegue, pero cómo este movimiento aparentemente sencillo generaba una forma de doblamiento tan intrincada era un misterio. Las mariquitas cierran sus élitros antes de doblar las alas, evitando así la observación del proceso detallado y al ser elementos esenciales para el mismo, no pueden ser retiradas para apreciar lo que ocurre debajo.

Para desvelar el secreto, un equipo de investigadores japoneses construyó un élitro artificial transparente hecho de resina curada por luz ultravioleta (a menudo usada en la decoración de uñas) usando una imitación de silicona de un élitro extraído de una mariquita. La imitación a su vez fue trasplantada al insecto para reemplazar el ala perdida.

El equipo usó cámaras de alta velocidad para observar el mencionado procedimiento de desdoblamiento. Pudieron ver cómo las mariquitas hábilmente usaban el borde y la superficie baja del élitro, cuyas curvaturas coinciden con la curvada forma de sus venas para doblar las alas a lo largo de las líneas de pliegues. Esto, junto a los movimientos abdominales, daba como resultado un ‘arrugamiento' de las alas traseras hacia dentro del almacenamiento dorsal.

Los expertos se sorprendieron al ver cómo el colorido individuo fue capaz de doblar sus alas artificiales. Además, usaron tomografías computarizadas investigando las formas tridimensionales de las alas dobladas y desplegadas, y puntos de doblamiento en las alas para entender el mecanismo de transformación que además da pie a la rigidez y la fuerza necesaria para el vuelo y genera la elasticidad requerida para "guardarse". Se reveló que la forma curvada y estructura de las venas ayudaba a sostener las alas (estas tienen propiedades similares a la de las cintas métricas, lo suficientemente fuertes y firmes al extenderse, pero al mismo tiempo capaces de ser dobladas arbitrariamente y almacenadas de forma compacta).

La compleja técnica de las mariquitas es especialmente seductora para los científicos de campos como la robótica, mecánica, la industria aeroespacial y la ingeniería mecánica. Entender cómo las mariquitas vuelan puede tener importantes implicancias en la ingeniería.

No es novedad que los expertos se inspiren en mecanismos de la naturaleza para generar formas de vuelo. Ingenieros de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign, Estados Unidos, diseñaron un robot volador autónomo que imita el aletear de un murciélago.

Este artículo fue publicado originalmente en N + 1. Leer más