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La física de cómo beben los gatos
Hace unos cuatro años, Roman Stocker estaba mirando a su gata, Cutta Cutta, beber de su cuenco. Y Stocker, un ingeniero que estudia la biofísica de los microbios oceánicos, se preguntó exactamente qué fuerzas físicas permitían que el gato lamiera. Entonces él y Pedro Reis, un colega del Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental, trabajaron con Sunghwan Jung , SM '95, PhD '07 y Jeffrey Aristoff '04, PhD '09, que estaban entonces en el MIT, para grabar y estudiar videos de gatos domésticos y grandes mientras bebían. Su investigación, publicada en Ciencias , descubrió que los felinos de todos los tamaños aprovechan un equilibrio perfecto entre dos fuerzas físicas.
Los investigadores vieron que cuando un gato bebe, extiende su lengua hacia el cuenco con la punta doblada hacia atrás, de modo que la parte superior de la lengua toque el líquido primero. Más tarde se enteraron de que la película de Harold Doc Edgerton de 1940 sobre un gato lamiendo leche mostraba este mismo fenómeno. Pero los nuevos videos llevaron las cosas más allá, revelando que la punta de la lengua es la solo superficie para tocar el líquido. Los gatos, a diferencia de los perros, no mojan la lengua como un cucharón. La punta lisa apenas toca la superficie antes de que el gato vuelva a levantar la lengua. Mientras lo hace, se forma una columna de líquido entre la lengua en movimiento y la superficie del líquido. Luego, el gato cierra la boca, pellizca la parte superior de la columna y mantiene seca la barbilla.
Cuando la lengua del gato toca la superficie del líquido, parte del líquido se adhiere a ella, de la misma manera que el agua se adhiere a la palma de una persona cuando toca la superficie de una piscina. Pero el gato vuelve a levantar la lengua tan rápidamente que, durante una fracción de segundo, la inercia vence a la gravedad, que empuja el líquido hacia el cuenco. El gato sabe instintivamente cuándo cambiará este delicado equilibrio; cierra la boca en el instante antes de que la gravedad impida que el líquido en movimiento continúe siguiendo la lengua. Si el gato dudaba, la columna se rompería, el líquido volvería a caer en el cuenco y la lengua saldría vacía.
Los investigadores analizaron videos digitales de alta velocidad de gatos domésticos como Cutta Cutta (mírelo arriba o en www.technologyreview.com/cat-drink), así como leones, un tigre y un jaguar. Al reducir la velocidad de los videos, los investigadores establecieron la velocidad del movimiento de las lenguas y la frecuencia de los lamidos. Conociendo el tamaño y la velocidad de la lengua, desarrollaron un modelo matemático de lapeado, que involucra la relación entre la gravedad y la inercia. Para gatos de todos los tamaños, ese número es casi exactamente uno, lo que indica un equilibrio perfecto. Los gatos domésticos promedian cuatro vueltas por segundo, pero los grandes felinos, cuyas lenguas son más grandes, dan vueltas más lentamente para lograr el mismo resultado.
Para comprender mejor la dinámica sutil del lamido, los investigadores también crearon una versión robótica de la lengua de un gato que se mueve hacia arriba y hacia abajo sobre un plato de agua. El modelo les permitió explorar sistemáticamente diferentes aspectos del lapeado y, en última instancia, identificar los mecanismos en funcionamiento.