La forma en que las larvas de libélula controlan los chorros de agua que utilizan para moverse y respirar podría tener una variedad de aplicaciones médicas y de ingeniería, según una nueva investigación.

Publicado hoy en Bioinspiración y biomimética , el estudio del Instituto de Tecnología de California (Caltech), examinó cómo las larvas de libélula anisópteros controlan y ajustan los repetitivos chorros de agua que fluyen a través de sus aberturas posteriores.

Las larvas tienen válvulas de tres valvas activas, con control independiente sobre cada prospecto. Los investigadores descubrieron que esta característica permite a las larvas cambiar tanto el tamaño como la asimetría de la salida del chorro.

El autor principal, el profesor Morteza Gharib, dijo:"La forma en que las larvas de libélula usan su adaptación única para controlar la dirección del chorro se ha pasado por alto anteriormente.

"El control de la asimetría por parte de las larvas es un mecanismo de vectorización de chorro intrigante, diferentes a los de los calamares o salpas que simplemente apuntan sus embudos o sifones en la dirección deseada. Las direcciones del jet, distinguido por la respiración y la propulsión, tienen implicaciones para sus propósitos biológicos.

"Junto con el cambio de tamaño de la válvula, El chorro respiratorio diagonal de las larvas parece ayudar al proceso de inhalación y evitar que se vuelva a inhalar el líquido exhalado. El chorro de propulsión recto, mientras tanto, parece ayudar con la producción y utilización del empuje ".

El autor principal, el Dr. Chris Roh, dijo:"Además de proporcionar una mayor comprensión de las larvas de libélula, nuestros hallazgos tienen implicaciones más amplias, tanto en el ámbito de la ingeniería como en el biomédico. Los mecanismos que hemos identificado se pueden aplicar a varios campos de la ingeniería que utilizan el control de chorros.

"Por ejemplo, Los chorros sintéticos están ganando popularidad en áreas como el control de flujo, propulsión y transferencia de calor. El control dinámico de asimetría de la libélula en el orificio podría inspirar una nueva forma de ajustar la direccionalidad del chorro en los sistemas de chorro sintéticos. Si el control de orificio asimétrico está integrado en chorros sintéticos, los sistemas pueden lograr un perfil de flujo más diverso ".

Las válvulas de valvas de las larvas también podrían tener aplicaciones importantes en dispositivos médicos donde el control de flujo es un elemento crucial.

El profesor Gharib explicó:"La vectorización jet que observamos también podría aplicarse en el desarrollo de válvulas cardíacas protésicas. Las válvulas cardíacas protésicas de tres valvas actuales sufren un desajuste entre la prótesis y el paciente, que es causado por el flujo sanguíneo no natural que con el tiempo puede causar coágulos de sangre o infecciones en las paredes del tronco aórtico.

"A este respecto, una asimetría de válvula podría resultar útil como parámetro ajustable, que puede dirigir el flujo sanguíneo de la prótesis para que coincida con el flujo sanguíneo natural de cada paciente ".