Bio Mimetic A

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2.6 BIOMIMETICA.La humanidad siempre se ha esforzado para usar la naturaleza como un modelo para la innovacin y la solucin de problemas, siendo esta ltima un laboratorio gigante donde se han hecho varios experimentos a prueba y error, y a travs de la evolucin, los resultados son implementados, mantenidos a s mismos, y continuamente evolucionan para hacer frente a los retos de cambio. [ ]Debe saberse que la Biomimetica es el campo de la ciencia y la ingeniera que busca entender y usar la naturaleza como un modelo para copiar, adaptar e inspirar conceptos y diseos. Como ya se mencion anteriormente, el mtodo Tuzson requiere de ciertas condiciones iniciales para su desarrollo, una de ellas es definir el ngulo de entrada y salida que tendr el labe del impulsor a desarrollar; con fundamento en los principios de la biomimetica, se establecern dichos ngulos como a continuacin se describe. Analizando las formas naturales en que los fluidos son desplazados siguiendo una curvatura, se plantearon varas opciones, entre ellas, el movimiento de los huracanes, el movimiento de las galaxias y desplazamiento de las especies acuticas. De stas se opt por el desplazamiento de las especies acuticas, ya que el movimiento de los huracanes es regido por vorticidades, cuyo anlisis es demasiado complejo, y adems, el flujo de aire-agua-vapor, en su mayora es axial al ojo del huracn y no radial, como se requiere. Desde hace millones de aos los peces han desarrollado habilidades en su desplazamiento por el agua, en numerosos aspectos muy superiores a las conseguidas a da de hoy por la tecnologa y ciencia navales. Instintivamente, emplean su forma hidrodinmica para explotar principios de la mecnica de fluidos logrando extraordinarias eficiencias en su propulsin, aceleracin y maniobrabilidad de una manera tal que los ingenieros de diseo naval en la actualidad apenas pueden establecer como ideales. [10]Es por eso que se analizar el pez ms veloz del mundo, que es eltiburn mako. Segn pruebas recientes el mako o marrajo puede llegar a alcanzar velocidades punta de ms de124km/hle otorga el puesto de animalms rpido del ocano, puesto que anteriormente perteneca al pez vela con sus 110 km/h. El secreto de tal potencia y velocidad es su perfecta hidrodinmica, su potente masa muscular, su aleta caudal en forma de media luna y el hecho de ser homeotermo, lo cual triplica su potencia muscular permitindole adems realizar arranques bruscos. Dicha combinacin de fuerza y velocidad les confiere a estos animales la capacidad de saltar muy alto fuera del agua, al igual que lo hace el tiburn blanco, dichos saltos suele realizarlos cuando est prendido en un anzuelo de pesca, durante los cuales puede alcanzar entre 6 y 8 metros de altura. [11]

3.5 Clasificacin de los diversos modos de locomocin de los peces Para mejor comprensin del contenido del presente captulo se clasifican a continuacin los tipos de aletas que puede tener un pez o un mamfero marino: Pareadas: Aletas pectorales Aletas plvicas Medias: Aleta dorsal Aleta anal Aleta caudal

Fig. 3.1. Clasificacin y ubicacin de las aletas de los tiburones [12]Las aletas tipo medias y pareadas pueden ser de base corta o de base larga dependiendo de la longitud de su base en comparacin con la longitud total del pez.3.6 Clasificacin de los modos de propulsin atendiendo a la temporalidad [12]Los peces muestran diversidad de movimientos, que se pueden clasificar en natatorios y no natatorios. Estos ltimos incluyen acciones concretas como saltar, excavar, volar, deslizarse, propulsarse mediante chorro, etc. Los movimientos natatorios han sido clasificados en dos categoras genricas:

Nado peridico (o estable o sostenible), caracterizado por una repeticin cclica de un movimiento sostenible. Este nado peridico es empleado por los peces en cubrir largas distancias a una velocidad ms o menos constante.

Nado transitorio (o inestable), que contempla los inicios rpidos de movimiento, maniobras de escape y giros. Los movimientos transitorios son de una duracin de milisegundos y son tpicamente empleados para la captura de presas o bien para evadirse de sus depredadores. El nado peridico es el que ha sido, desde siempre, objeto del inters de los cientficos. Esto ha sido debido a que el nado transitorio es mucho ms difcil de ensayar, verificar y repetir comparado con el nado estable o peridico.3.7 Atendiendo a la estructura propulsora empleada.Se describe una clasificacin ideada por Breder en 1926 y actualizada por Webb en 1994 en la cual relaciona los tipos de propulsor con la cinemtica, comportamiento locomotor y fibras musculares empleadas, creando el concepto de swimming gaits.Locomocin BCF La mayora de los peces se impulsan arqueando sus cuerpos, imitando una forma de onda que se desplaza en direccin opuesta a la de avance del pez hasta extenderse hacia su aleta caudal. Este tipo de forma de desplazamiento es el conocido como Body and/or Caudal Fin (BCF) Locomotion. El tipo de locomocin BCF es a su vez clasificado en otras cinco subcategoras: cuatro de las cuales emplean una forma de propulsin ondulatoria mientras que la ltima emplea un tipo de propulsin oscilatoria.a. Tipo anguiliforme: encontrada en la anguila, lamprea, pez aguja, etc. es un sistema de locomocin ondulatorio puro en el cual participa la mayor parte o incluso todo el cuerpo del pez. La amplitud de la onda se incrementa en direccin a la cola. La inclusin de al menos una longitud de onda de la onda propulsiva en el cuerpo del pez implica que las fuerzas laterales se cancelen minimizando la tendencia del cuerpo al viraje.b. Tipo subcarangiforme: similar al modo de locomocin de la de la trucha. Se caracteriza porque la amplitud de la onda se incrementa sensiblemente en la mitad posterior del pez.c. Tipo carangiforme: empleado por el salmn. Las ondulaciones del cuerpo se restringen a su ltimo tercio y el empuje es aportado mayormente por una endurecida aleta caudal. Puesto que se pierde menos energa en la impulsin lateral de agua y en la formacin de vrtices, la eficiencia propulsiva se mejora y eso permite a estas formas de propulsin ser ms rpidas que las de tipo subcarangiforme o que las de tipo anguiliforme. Sin embargo es esta misma caracterstica de su forma de movimiento lo que restringe sus habilidades en cuanto al giro o a la aceleracin. Adems existe una tendencia lgica al retroceso dado que las fuerzas laterales estn concentradas en la parte posterior del cuerpo. Lighthill identific dos adaptaciones en el cuerpo de estas especies fruto de la evolucin a lo largo de los tiempos con objeto de minimizar esta citada tendencia al retroceso: (a) una reduccin en la profundidad del cuerpo del pez en el punto de encuentro de la aleta caudal con el tronco (b) concentracin del volumen y masa del pez en su parte anterior.d. Tipo tuniforme: el empleado por el atn. Es, de lejos, el ms eficiente modo de locomocin que se puede hallar en el entorno acutico. El empuje es generado mediante un mecanismo de control de la vorticidad permitiendo con ello mantener altas velocidades de crucero durante largos periodos de tiempo. nicamente tienen lugar movimientos laterales significativos en la aleta caudal y en la zona de unin de sta con el tronco del pez (pednculo). El cuerpo de las especies que lo emplean tiene un perfil muy hidrodinmico. e. Tipo ostraciforme: el empleado por el pez cofre, es el nico tipo de locomocin BCF puramente oscilatorio. Se caracteriza por una oscilacin (similar a un pndulo) de la aleta caudal mientras que el cuerpo permanece rgido. Los peces que emplean este tipo de locomocin suelen emplear a baja velocidad una propulsin tipo MPF (expuesta a continuacin) mientras que activan la oscilacin de su aleta caudal con el objeto de obtener el empuje adecuado para una alta velocidad. En general su forma de nado es bastante ineficiente.

Fig.3.2 Tipos de propulsin BCF [12]

Referencias[10][RODRGUEZ, Juan de Dios. TESIS DOCTORAL DESARROLLO DE UN SISTEMA EXPERIMENTAL DE PROPULSIN ONDULANTE Y DEL MTODO DE PREDICCIN DE SU COMPORTAMIENTO MEDIANTE CFD. [En lnea]: Universidad de Corua. 2010. [fecha de consulta: 19 junio 2015]Disponible en:

[11][BALLESTEROS, Sandra. LOS 5 ANIMALES MS VELOCES DEL PLANETA. [En linea]: LaReserva. 2009.[Fecha de consulta: 19 junio 15] Disponible en :< http://www.lareserva.com/home/animales_mas_veloces_planeta>

[12] TIBURN. [En lnea]: Los animales acuticos. 2012. [Fecha de consulta: 19 junio 2015] Disponible en: