Así aguanta una mariposa las gotas de lluvia en una fuerte tormenta

Un estudio sobre cómo golpea el agua superficies biológicas como las plumas, las hojas de las plantas y las alas de los insectos revela la manera en la que reducen el impacto recibido de las gotas de lluvia.

La investigación, publicada en la revista científica 'Proceedings of the National Academy of Sciences', muestra cómo una capa de cera a nanoescala destroza y esparce estas gotas para proteger las superficies frágiles de los daños físicos y del riesgo de hipotermia.

"Este es el primer estudio que analiza cómo las gotas de lluvia de alta velocidad impactan en estas superficies hidrofóbicas naturales", señala a SciTechDaily el autor principal Sunghwan 'Sunny' Jung, profesor asociado de Ingeniería Biológica y Ambiental en el Colegio de Agricultura y Ciencias de la Vida de Estados Unidos.

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R. P.

Estudios anteriores habían observado que el agua golpea a los insectos y plantas en impactos bajos y habían notado las propiedades de limpieza del líquido. Pero en la naturaleza, las gotas de lluvia pueden caer a velocidades de hasta diez metros por segundo (36 km/h), por lo que esta investigación examinó cómo las gotas de lluvia que caen a altas velocidades interactúan con superficies naturales superhidrófobas.

Las gotas de lluvia, no obstante, plantean riesgos para los insectos, porque su impacto podría dañar, por ejemplo, las frágiles alas de las mariposas. "Ser golpeado con gotas de lluvia es el evento más peligroso para este tipo de pequeños animales", explica Jung, señalando que el peso relativo de una gota de lluvia que golpea un ala de mariposa sería similar al de una bola de bolos que cae del cielo sobre un humano.

El agua les pesa y baja su temperatura

En el estudio, los investigadores recogieron muestras de hojas, plumas e insectos y liberaron gotas de agua sobre ellos desde una altura de unos dos metros, mientras registraban el impacto con una cámara de alta velocidad. Al analizar las imágenes, encontraron que cuando una gota golpea la superficie, se ondula y se extiende.

Una capa de cera a nanoescala repele el agua, mientras que baches microscópicos en la superficie crean agujeros en la gota de lluvia que hacen que se extienda."Hay que considerar los micro-baches como agujas", señala Jung. "Si uno dejara caer un globo sobre estas agujas, entonces este globo se rompería en pedazos más pequeños. Así que lo mismo ocurre cuando la gota de lluvia golpea y se extiende".

"Ser golpeado con gotas de lluvia es el evento más peligroso para este tipo de pequeños animales"

Estas acciones reducen la cantidad de tiempo que la caída está en contacto con la superficie, lo que limita el momento y disminuye la fuerza de impacto en una hoja o un ala. También reduce la transferencia de calor de una gota fría. Esto es importante porque los músculos del ala de un insecto, por ejemplo, necesitan estar lo suficientemente calientes para volar.

"Si están más tiempo en contacto con la gota de lluvia fría, van a perder mucho calor y no pueden volar fácilmente, haciéndolos vulnerables a los depredadores, por ejemplo. Repeler el agua lo más rápido posible también es importante porque el agua es muy pesada, lo que dificulta el vuelo de los insectos y las aves y pesa sobre las hojas de las plantas.