Gats, aigua i física.

Gats, aigua i física.

Els gossos, i molts altres mamífers quan beuen aigua la recullen en la seva llengua. Aquesta, adopta una forma de cullera invertida, com si fos un petit recipient. Aquest mètode de beure aigua fa que hagin de submergir tota la llengua per recollir el màxim d’aigua possible i que la majoria els hi caigui de la boca. Molts científics, en el seu moment, van assumir que els felins bevien aigua de la mateixa manera.

Roman Stocker però, biofísic de l’Institut Tecnològic de Massachussets a Cambridge, va començar a dubtar d’aquest supòsit. Va observar el seu gat bevent aigua d’un recipient i va preguntar-se si hi havia alguna cosa amagada, oculta a l’ull humà en aquella manera de beure aigua i d’utilitzar la llengua.

gat bevent aigua

Fa tres anys, quan observava el meu gat Cutta Cutta, utilitzant la llengua durant l’esmorzar, em vaig adonar que hi havia un problema biomecànic interessant darrere d’aquesta simple acció.

Comentava Roman Stocker l’any 2010.

Des d’aquell moment Roman Stocker i Pedro Reis, juntament amb dos científics més, van començar a enregistrar vídeos d’alta velocitat del seu propi gat bevent aigua. Amb les imatges d’alta velocitat van aconseguir captar l’equilibri de forces que utilitza el gat mentre beu i la mecànica de l’aigua que està bevent. Van descobrir que els gats corben la seva llengua cap enrere de manera que només la superfície superior de la llegua toca el líquid. Quan aixequen la llengua amb rapidesa, l’aigua puja cap a la seva boca en forma de columna líquida, que creix per inèrcia. Seguidament, el gat tanca la mandíbula per atrapar el líquid abans que la gravetat trenqui la columna d’aigua.

How Cats Lap: Water Uptake by Felis catus Pedro M. Reis, Sunghwan Jung, Jeffrey M. Aristoff, Roman Stocker. SCIENCE VOL 330 26 NOVEMBER 2010

Reis, va utilitzar aquests vídeos per calcular el número de Froid (Fr), un valor adimensional que mesura l’equilibri entre la inèrcia i la gravetat que actuen sobre un fluid. Pels gats domèstics aquest valor és de 0,4. Es considera prou proper a 1 com per determinar que existeix un bon equilibri entre les dues forces.

Per determinar exactament el mecanisme que hi ha darrere d’aquest moviment de la llengua, l’equip de científics va realitzar experiments de físics amb un disc de vidre per imitar la punta de la llengua dels gats. Aquest mecanisme comptava també amb un moviment robòtic de l’aparell que aixecava a diferents velocitats i alçades aquest disc.

L’estimació de les dues forces involucrades suggeria que la dinàmica del fluid estava controlada per la inèrcia i la gravetat, mentre que la viscositat i la capil·laritat de forces eren totalment negligibles. La inèrcia fa pujar el líquid en forma de columna, mentre que la gravetat fa que col·lapsi.

Les dades també van revelar que el gat recull la seva llengua a la velocitat correcta i just a l’alçada correcta per atraure el major volum d’aigua a la seva boca i just abans de que la columna de líquid col·lapsi.

Un gran sorpresa va ser conèixer la velocitat a la que mouen els gats la llengua, quasi 1 m/s.

Stocker i Reis, també van descobrir que no només els gats domèstic tenen aquestes habilitats sinó que també la resta de felins utilitzen la llengua de la mateixa manera. El número de Froid (Fr) calculat pels grans felins també era proper a 1. Van observar, però que degut a la mida del grans felins i per tant, a la mida de les seves llengües els seus moviments alhora de beure aigua eren més lents.

Aquesta diversitat funcional i aquestes estructures inspiren al disseny de robots i comprendre el seu funcionament pot portar a nous conceptes de disseny i models biomecànics, concloïen els autors.

Referències


Deixa un comentari

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

Esteu comentant fent servir el compte WordPress.com. Log Out /  Canvia )

Google photo

Esteu comentant fent servir el compte Google. Log Out /  Canvia )

Twitter picture

Esteu comentant fent servir el compte Twitter. Log Out /  Canvia )

Facebook photo

Esteu comentant fent servir el compte Facebook. Log Out /  Canvia )

S'està connectant a %s