Desde que Alfred Nobel estableciera en su testamento las condiciones de los archiconocidos premios que hoy en día siguen llevando su nombre no hay científico en el mundo que no sueñe con obtener uno de ellos. Cada diez de diciembre, coincidiendo con el luctuoso aniversario del fallecimiento del bueno de Alfred, los científicos de medio mundo ponemos los ojos en Estocolmo para ver quiénes son los agraciados en esa edición, en los campos de Física, Química y Medicina, así como en Literatura y Economía.
La antítesis a estos premios son los Ig Nobel, una presunta parodia de los Nobel que premia investigaciones aparentemente absurdas, divertidas o imaginativas y que en el imaginario popular se tienen por investigaciones poco prácticas. La importancia de la investigación básica ya ha sido tratada en artículos previos, pero hoy vamos a analizar cómo un artículo aparentemente poco relevante puede ser la base de una nueva concepción del transporte de mercancías.
El premio Ig Nobel de física del año 2022 recayó en Zhi-Ming Yuan, Minglu Chen, Laibing Jia, Chunyan Ji y Atilla Incecik por su estudio sobre la forma en la que las crías de pato dejan una distancia muy concreta con sus predecesoras, y estas, a su vez, con la “mamá pato” cuando surcan las aguas.
Feynman, Einstein… y los patitos
Contextualizando el estudio, hay sendas frases de dos de los mayores físicos de la historia que nos permiten valorar adecuadamente la dificultad e importancia de este análisis. Richard Feynman dijo en su momento de la turbulencia que era “el problema no resuelto más importante de la física clásica”. A Einstein se le atribuye la lapidaria frase “Voy a preguntar a Dios dos cuestiones: el porqué de la relatividad y el porqué de la turbulencia. Soy optimista en obtener respuesta a la primera cuestión”.
Visto esto, ¿es posible que los recién nacidos patitos hayan resuelto un problema que se les escapaba a Feynman y Einstein? Según revela el estudio, las familias de patos son capaces de colocarse en los lugares apropiados, pero —al no ser físicos— nunca se han preguntado por qué esas posiciones son exactamente las correctas, algo que este estudio ha venido a resolver. En su premiado artículo, analizan por qué la formación elegida por las familias de patos necesita mucha menor energía para la navegación que otras en las que no se tenga en cuenta la interferencia de las olas.
Tal y como expresa el Ig Nobel de física del 2022, los patos que nadan en formación de línea y manteniendo distancias concretas minimizan la resistencia que el agua ofrece, optimizando al máximo el gasto energético que supone la ruta. El estudio demuestra que, si la colocación y distancia entre patos es la adecuada, todos los patitos de la fila pueden nadar sin resistencia a las olas debido a la interferencia destructiva de las mismas, así, solo tienen que vencer la resistencia del medio.
Además de esto, los primeros tres patos utilizan directamente la energía de las olas generadas por la madre para impulsarse hacia adelante, mientras los animales restantes son capaces de colocarse de la manera adecuada para que la interferencia entre las ondas de la madre y de los primeros patos también les arrastre sin apenas gasto energético.
Formaciones que van más allá de la física
En una situación ideal en la los patitos están separados exactamente por una longitud de onda de la ola generada, el corredor que se genera detrás de la madre permite nadar sin resistencia de ola al resto de patos, muy por detrás de la primera cresta de ola de la que los tres primeros extraen la energía.
En otro estudio del año 2022 que analiza diferentes especies, Simen Å. Ellingsen pone de manifiesto que son varias las diferentes formaciones utilizadas por los animales, y que en algunos casos llegan incluso a obviar la energía y utilizan formaciones desordenadas, caso este menos interesante para la física y que deberán valorar los biólogos basándose principalmente en las relaciones sociales de los ánades.
El fenómeno físico utilizado por los patitos en formación parece ser el mismo que motiva el proyecto de investigación militar estadounidense Sea Train de la agencia DARPA. Este consiste en una fila de vehículos no tripulados que viajan en formación y que se aprovechan de lo que los patos aprenden por instinto para reducir el combustible necesario para realizar rutas marítimas.
Este proyecto, iniciado en 2020, se basa en trenes de hasta cuatro embarcaciones que mantendrían entre ellas la distancia apropiada para ubicarse en el punto en el que la interferencia de la ola es destructiva, cancelando la resistencia al movimiento propio del oleaje.
La naturaleza como maestra de soluciones
Una de las cuestiones que estos estudios ponen de manifiesto es que, la propia naturaleza es capaz de encontrar soluciones a problemas de la vida real sin importar los motivos físicos que lo motivan y, por tanto, apostar por respuestas “biomiméticas” para problemas actuales puede ser un buen campo de estudio.
Por otro lado, artículos que en un primer momento parecen poco productivos pueden acabar siendo claves a la hora de ayudar a resolver problemas vitales. En este caso, hay que tener en cuenta que se espera que las emisiones de gases de efecto invernadero derivadas del transporte marítimo de mercancías crezcan un 35 % entre ahora y el año 2050, en caso de que no se adopte ningún tipo de medida para reducirlas. Empezar a transportar mercancías con los barcos alineados en disposiciones similares a las de los patitos siguiendo a la madre puede ser un primer paso para reducir esas emisiones y frenar en cierta medida el grave problema del cambio climático antropogénico que ya es uno de los grandes retos no sólo de la ciencia, sino de toda la sociedad.
Hay que tener en cuenta, por tanto, que toda investigación, por irrelevante que parezca en un primer momento, merece no solo un análisis detallado de sus resultados, sino un tiempo suficiente de valoración de posibles aplicaciones en campos distintos a aquellos en los que fue realizada.
En nuestro rico y disperso idioma, el español, contamos con la expresión “tener los patitos en línea” (sobre todo usada en algunos países de Latinoamérica). Su significado es “estar cuerdo” y/o “decir cosas con sentido”. Ciertamente, aunque los trabajos referidos pueden parecer todo lo contrario (una locura, un sinsentido), qué duda cabe que tratan sobre cómo mantener los patitos en línea.
Referencias
- Yuan Z-M, Chen M, Jia L, Ji C, Incecik A. Wave-riding and wave-passing by ducklings in formation swimming. Journal of Fluid Mechanics. (2021). doi: 10.1017/jfm.2021.820
Cortesía de Muy Interesante
Dejanos un comentario: