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buceo seco
Cuando las aves buceadoras resurgen, el agua cae de sus plumas como, bueno, el agua de la espalda de un pato. Ese ejemplo clásico de eliminación eficiente del agua es posible tanto por la química (el aceite de acicalamiento de las aves) como por la microestructura de las plumas.
Las plumas de las alas de un dardo africano sumergido en agua (teñidas de azul) repelen el agua, cuya superficie se curva hacia abajo. Pero las plumas están humedecidas por un aceite (teñido de rojo), cuya superficie se curva hacia arriba. Ver video .
Una nueva investigación, publicada en el Revista de la interfaz de la Royal Society , revela cómo las aves buceadoras pueden alcanzar profundidades de unos 30 metros sin que el agua moje permanentemente sus plumas protectoras.
A través de pruebas de laboratorio y modelos, los investigadores del MIT y el Museo de Historia Natural de Londres separaron los efectos químicos y estructurales para mostrar por qué la combinación de revestimiento de superficie y forma es tan efectiva. Recubrieron las plumas de seis tipos de aves buceadoras con una capa que neutralizaba el efecto del aceite de acicalamiento y luego las recubrieron con material hidrofóbico, evitando que las variaciones en la composición del aceite afectaran los resultados.
Se sabía que durante las inmersiones, las plumas atrapan una fina capa aislante de aire llamada plastrón, por lo que el agua nunca entra en contacto directo con la piel. El nuevo trabajo muestra que más allá de una profundidad de unos pocos metros, el plastrón se derrumba, dejando que el agua penetre en las estructuras de las plumas. La dependencia de la profundidad de este fenómeno no se conocía previamente. Es una transición abrupta, dice el profesor de ingeniería química Robert Cohen.
Pero una vez que la capa de aire protectora colapsa, el aceite acicalado evita que el agua penetre en las púas y bárbulas de las plumas. En consecuencia, cuando las aves emergen del agua, si una pluma se moja, no es necesario que se seque, en el sentido tradicional de evaporación, dice Cohen. Puede secarse expulsando directamente el agua de su estructura a medida que se reduce la presión cuando vuelve a subir de su inmersión. El equipo se refiere a esto como deshumidificación espontánea.
Pero este proceso solo funciona con agua. Si una pluma se sumerge en aceite, como podría ser después de un derrame de petróleo, las plumas están completamente mojadas, explica el profesor de ingeniería mecánica Gareth McKinley: La termodinámica muestra que si [las plumas] se mojan con aceite, permanecerán mojadas , irreversiblemente, a menos que los limpie con vapor o algo así.
Las aves buceadoras solo están adaptadas, en parte a través de la microestructura de sus plumas, para alcanzar sus máximas profundidades de buceo sin sufrir efectos permanentes, dice el miembro del equipo Andrew Parker del Museo de Historia Natural, que proporcionó las plumas para la investigación. Es uno de los ejemplos más sorprendentes de evolución y adaptación, sin rastro de sobreingeniería.