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

La agachadiza de alas de cristal es un insecto impresionante cuando orina y podría inspirar diseños más eficientes para dispositivos a prueba de agua.

Saad estaba haciendo campaña en su huerta en Atlanta, Georgia, cuando notó por primera vez esta hazaña. El francotirador forma gotas de orina limpias y redondas que cortas 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.

Resulta que el francotirador logra algo con su orina que aún no ha sido documentado en un sistema biológico, un fenómeno llamado superempuje. Cómo hace esto el francotirador se detalla en Dossier Trabajo de investigación Bhamla y sus colegas informan esta semana en la revista Comunicaciones de la naturaleza. Y también podría ayudar a los humanos a descubrir cómo lograr un súper empuje, no con orinar sino con relojes inteligentes y otros dispositivos que se secan solos.

En pocas palabras, el superempuje permite que un objeto elástico vuele a velocidades más rápidas que el objeto que está lanzando. La sincronización precisa entre el cuerpo blando y la catapulta le da al cuerpo un impulso de energía. Para comprender este fenómeno, considere un clavadista olímpico, explica Bhamla. Un buzo experto puede ajustar un salto para obtener la energía máxima de dos toneladas desde el trampolín.

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

Una vez que la gota tiene el tamaño y la forma correctos, la luz intermitente gira hacia atrás otros 15 grados. Entonces eso La gota se aleja como un pinball. El flash trasero es increíblemente rápido, acelerando a más de 40 Gs, que es 40 veces más rápido que la aceleración de un guepardo enérgico. Aún más sorprendente es que la orina vuela a una velocidad más alta que los destellos del trasero, un signo revelador de sobremarcha.

Como beneficio adicional, esta táctica también es muy eficiente energéticamente. Después de todo, la gota se mueve más rápido que el lanzamiento de su catapulta. Los francotiradores en realidad orinan de esta manera para ahorrar energía porque orinan mucho. Los caníbales beben y orinan hasta 300 veces su peso corporal en un día porque tienen una dieta muy baja en calorías y carecen de los nutrientes de la savia de las plantas. Y tiene que expulsar la orina para evitar que la gota se le pegue como una bola de jarabe de arce.

¿Qué tiene que ver esto con el reloj inteligente? Por ejemplo, la función Water Lock del Apple Watch puede expulsar agua del dispositivo después de nadar. Pero hasta donde Hamla sabe, dispositivos como este aún no usan hyperthrus. Si los ingenieros pueden aprender del francotirador, podrán diseñar sistemas de expulsión de agua más eficientes para los dispositivos. De esta manera, también puede mantener su reloj seco y cargado durante un período más prolongado. El mismo tipo de tecnología podría usarse en audífonos o cualquier otra cosa que desee impermeabilizar.

Bhamla y su equipo probaron tácticas de francotiradores haciendo rebotar agua en los altavoces de los mostradores de la cocina. Usaron la vibración de los parlantes para comprimir las pequeñas gotas, acumulando tensión superficial. Con una sincronización precisa, pueden lanzar las gotas a altas velocidades.

Aunque parezca apropiado, este útil truco no es lo que le ha valido al insecto el apodo de “francotirador”. Mayormente conocido en los Estados Unidos como un lesión para los agricultores. Podría parecerse a sus marcas de mordeduras. Como pequeños agujeros de bala en las hojas, y puede transmitir la enfermedad de una planta a otra. La micción abundante también puede provocar el blanqueamiento de la fruta.

Bhamla espera que su investigación inspire a más personas a mirar a los insectos desde nuevas perspectivas. “Creo que hará que los niños sean jóvenes de corazón y de su edad para salir a sus patios traseros y mirar y divertirse”, dijo. el borde. “Es muy divertido. Eso es lo suficientemente bueno para mí”.