KAMALJIT SINGH
MADRID, 25 Mar. (EUROPA PRESS) -
Muchas especies de termitas, cuyas sociedades se basan en jerarquías de reyes, reinas, obreras y soldados, viven en nidos elevados que son ventilados por un complejo sistema de túneles.
Los nidos, también conocidos como montículos, sobresalen del suelo como un rascacielos y pueden crecer hasta siete metros. También se enfrían a sí mismos, se ventilan a sí mismos y se drenan a sí mismos, pero hasta ahora los mecanismos detrás de estas funciones de control del clima siguen siendo desconocidos.
Un grupo de ingenieros, biólogos, químicos y matemáticos liderados por el Imperial College London, la Universidad de Nottingham y el CNRS-Toulouse han analizado más que nunca cómo funciona estos nidos utilizando imágenes de rayos X en 3D. Encontraron pequeños orificios, o poros, en las paredes de los montículos de termitas que les ayudan a mantenerse frescos, ventilados y secos.
El autor principal, el Kamaljit Singh, del Departamento de Ciencias e Ingeniería de la Tierra de Imperial, dijo en un comunicado: "Los nidos de termitas son un ejemplo único de la perfección arquitectónica de los insectos. La forma en que están diseñados ofrece propiedades de control de temperatura y ventilación autosuficientes fascinantes durante todo el año. Sin utilizar ningún aparato mecánico o electrónico".
En su nuevo estudio, publicado en Science Advances, los investigadores obtuvieron nidos de termitas de los países africanos, Senegal y Guinea, y los estudiaron utilizando dos tipos de imágenes de rayos X en 3D.
Primero, escanearon los nidos a una resolución más baja para medir las características más grandes de los nidos, como paredes y corredores conocidos como canales.
A partir de las imágenes, calcularon el grosor de las paredes internas y externas de los nidos, así como los detalles estructurales de los canales internos que las termitas usan para moverse alrededor del nido.
Los investigadores encontraron que las redes de poros cada vez más grandes en las paredes del nido ayudan a intercambiar el dióxido de carbono (CO2) con la atmósfera exterior para ayudar a la ventilación. Se ha encontrado que los poros de microescala más grandes están completamente conectados a lo largo de la pared exterior, lo que proporciona un camino a través de las paredes y, mediante simulaciones de flujo en 3D, los autores mostraron cómo el CO2 se desplaza a través de los nidos hacia el exterior.
Las simulaciones mostraron que los grandes poros de microescala en las paredes de los nidos son útiles para la ventilación cuando el viento del exterior es más rápido, ya que el CO2 puede salir libremente. Sin embargo, en velocidades de viento más lentas, los poros más grandes también pueden ayudar a liberar CO2 a través de la difusión.
Los nidos generalmente se encuentran en regiones más cálidas, lo que significa que deben mantenerse frescos. De hecho, los autores encontraron que los poros más grandes también ayudan a regular las temperaturas dentro de los nidos. Los poros, que se encuentran en las paredes exteriores del nido, se llenan de aire que reduce el calor que ingresa a través de las paredes, de manera similar a cómo el aire en las ventanas de doble vidrio ayuda a mantener el calor en el interior.
Teniendo en cuenta el papel crucial que desempeñan los poros, el equipo también se preguntó qué sucede cuando llueve y los poros se bloquean por el agua.
Descubrieron que los nidos utilizan una "acción capilar", donde el líquido fluye a través de espacios pequeños sin ayuda externa de la gravedad, lo que obliga al agua de lluvia de los poros más grandes a los más pequeños. Esto asegura que los poros más grandes se mantengan abiertos para mantener la ventilación del nido.
Singh dijo: "Estas estructuras extraordinarias no solo se auto-ventilan y regulan sus propias temperaturas, sino que también tienen sistemas de drenaje incorporados. Nuestra investigación proporciona una visión más profunda de cómo manejan esto tan bien".
Los científicos dicen que la arquitectura recientemente encontrada en los nidos de termitas podría ayudarnos a mejorar la ventilación, el control de la temperatura y los sistemas de drenaje en los edificios, y con suerte hacerlos más eficientes energéticamente.
El coautor, el profesor Pierre Degond, del Departamento de Matemáticas de Imperial, dijo: "Los hallazgos mejoran en gran medida nuestra comprensión de cómo el diseño arquitectónico puede ayudar a controlar la ventilación, la regulación del calor y el drenaje de las estructuras, incluso en viviendas humanas. También nos acercará un paso más a comprender los mecanismos que podrían ser útiles para diseñar edificios autosuficientes y energéticamente eficientes ".
