Los tiburones marrajo dientuso han sido llamados los "guepardos del océano, "capaz de nadar a velocidades estimadas de 70 u 80 millas por hora. Para investigar cómo logran los animales esta impresionante hazaña, La ingeniera aeronáutica Amy Lang de la Universidad de Alabama y sus colegas probaron muestras reales de piel de tiburón mako, tomado de la región del flanco del animal, en experimentos de túnel de agua.

El trabajo se describirá esta semana en la Reunión de marzo de la Sociedad Estadounidense de Física de 2019 en Boston. Lang será parte de una conferencia de prensa en la reunión describiendo el trabajo. La información para iniciar sesión para mirar y hacer preguntas de forma remota se incluye al final de este comunicado de prensa.

Lang y sus colegas estaban específicamente interesados ​​en el efecto de escalas flexibles de aproximadamente 0,2 milímetros ubicadas en lugares particulares del cuerpo del tiburón. como en el flanco y las aletas. Las escamas pueden flexionarse en ángulos superiores a 40 grados con respecto al cuerpo, pero solo en la dirección de inversión del flujo. En otras palabras, si tuvieras que pasar la mano por el tiburón de la nariz a la cola, la piel se sentiría suave; en la otra dirección, se sentiría áspero como el papel de lija. La resistencia de tu mano también es una resistencia al flujo de agua. "Impide que el flujo se invierta cerca de la piel, que de otro modo llevaría a lo que llamamos separación de flujo, "Dijo Lang.

La separación del flujo es la fuente de resistencia más influyente en una aeronave, llamado arrastre de presión. "Este es el arrastre que experimentas si sacas la mano por la ventana del automóvil en posición vertical hacia el flujo de aire, "dijo Lang, ingeniero especializado en dinámica de fluidos experimental.

En el frente de tu mano hay alta presión empujando hacia atrás. Y en el dorso de tu mano hay baja presión empujando hacia adelante. La suma de las fuerzas de presión juntas produce una fuerza neta de arrastre. Lo mismo es cierto cada vez que un flujo se separa, incluso en un cuerpo liso como un tiburón, o una pelota de golf, ella dijo.

"Los hoyuelos en una pelota de golf son un ejemplo de control de separación que reduce el arrastre de presión manteniendo el flujo adjunto alrededor de la pelota y reduciendo el tamaño de la estela. Puede golpear una pelota de golf con hoyuelos un 30 por ciento más lejos que si la misma pelota fuera suave , "Dijo Lang.

Usando una técnica llamada velocimetría de imágenes de partículas digitales para producir mediciones detalladas de la velocidad del flujo de agua sobre y alrededor de la piel, Lang y su equipo descubrieron que la separación del flujo de hecho estaba siendo controlada por una capacidad de "erizado pasivo" de la geometría de la superficie microscópica de las escamas del tiburón.

"Establecimos un experimento en el túnel con una cantidad medida de separación de flujo inducida en una superficie lisa. Luego reemplazamos la superficie lisa con piel de tiburón y recalificamos la separación de flujo, "Lang explicó." En todos los casos con la piel del costado, vimos que el tamaño de la región de flujo separada se redujo significativamente por la presencia de la piel ".

La obra, que fue financiado en parte por Boeing y el Ejército de los EE. UU., podría dar lugar a nuevos diseños para reducir la resistencia aerodinámica en aviones y helicópteros, aumentando su agilidad. "El potencial de una superficie artificial para utilizar este mecanismo completamente pasivo incluso en el aire es muy emocionante, "Dijo Lang.