Zoología

El diseño arquitectónico con sistemas inteligentes de ventilación y drenaje en nidos de termitas.

Son muchos los animales y plantas que han desarrollado estructuras y habilidades muy avanzadas que han servido de inspiración para innovaciones en el diseño de estructuras arquitectónicas. Las termitas son un ejemplo. Sus nidos han sido estudiados como ejemplos efectivos para la ventilación y la termorregulación, pero quedaban aspectos por aclarar. Una nueva investigación, publicada por Science Advances, ha combinado imágenes de rayos X multiescala con simulaciones de campo de flujo tridimensionales para investigar el impacto del diseño arquitectónico de las paredes de nido en el intercambio de CO2, el transporte de calor y el drenaje del agua.

Hay alrededor de 2600 especies de termitas, y solo aproximadamente dos decenas de estas infestan y destruyen edificios. Muchas más son constructoras altamente sociables que buscan proteger a sus reinas y asegurar que sobrevivan sus colonias.

El dióxido de carbono debe salir para que no se sofoquen en sus nidos subterráneos, y el oxígeno debe entrar. Los montículos que construyen las termitas sobre los nidos son los pulmones que hacen posible esta respiración.

Pero hay diferentes tipos de montículos. Las termitas que cultivan hongos construyen estructuras con chimeneas y aberturas que hacen las veces de ventanas. En las estructuras de las termitas que no son granjeras, como las que los investigadores recolectaron en Senegal y Guinea, no se alcanzan a ver aberturas. A simple vista, “todo está bloqueado”, dijo Singh.

Pero los poros están ahí, porque los montículos constan de bolas apiladas de arena mezclada con saliva y tierra. Se forman espacios pequeños dentro de estas bolas y otros más grandes entre ellas. Investigaciones previas con tomografías computarizadas revelaron los poros pequeños en las paredes exteriores de estos nidos.

Pero con microescáneres de tomografía computarizada, el equipo vio el interior con más profundidad, con mayor resolución y quedaron al descubierto las conexiones entre los poros más pequeños y los más grandes. El hecho de que esta microestructura fuera prácticamente la misma, sin importar si se había construido con arena seca de Senegal o arcilla húmeda de Guinea, sugería que la estructura y no el material era la clave de la ventilación.

Cuando el equipo hizo una simulación con vientos fuertes, las estructuras sin los poros más grandes no podían respirar tan bien y acumulaban más dióxido de carbono. Los investigadores también empaparon las paredes de los montículos con agua para reproducir el efecto de una lluvia intensa. La estructura de poros grandes y pequeños se secó más rápidamente.

Scott Turner, un fisiólogo que no participó en el estudio, dijo que la investigación de Singh mostró cómo estos poros ayudan a gestionar el flujo de gas y el sistema de drenaje.

“Si observas la física del intercambio de gases en el pulmón, se parece mucho a cómo está organizado el montículo de las termitas”, afirmó Turner.

El movimiento creado por el viento, al igual que las contracciones musculares, permite que los gases se mezclen y lleguen a lugares importantes, como un nido de termitas o la sangre humana. “Si piensas en qué es el montículo”, explicó, “es literalmente un órgano fisiológico construido con tierra por un montón de pequeñas termitas”.

El equipo también piensa que los poros podrían ayudar a regular la temperatura. Pero Turner afirma que en otros nidos es la tierra la que hace esto; se necesita investigar más al respecto.

Tampoco queda claro cómo trabajan juntas las termitas para construir estas estructuras. Podrían coordinar acciones por medio de la sinergia, una especie de sistema de comunicación indirecta en el que las termitas responden a residuos químicos que otras van dejando, dijo Guy Theraulaz, biólogo francés que también trabajó en el estudio. Se cree que una feromona, o una señal química en la saliva de las bolas de arena, les dice a las termitas ciegas cuándo construir.

“No tienen que pensar en realidad”, dijo. Siguen reglas que resultan de fuerzas evolutivas y funcionan como un programa de inteligencia artificial.

Singh y sus colegas esperan que los estudios futuros de los nidos de otras especies de termitas revelen principios generales de diseño que se puedan replicar a escala humana. Y, como ya lo demuestra el Eastgate Centre, los edificios inspirados en termitas no tienen que verse como si las termitas los hubieran construido.

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