Investigadores de New York University publican en Physical Review Fluids un estudio que une la física del movimiento colectivo con interacciones hidrodinámicas y aerodinámicas. El trabajo se basa en hallazgos del Laboratorio de Matemáticas Aplicadas de NYU y propone una visión detallada de por qué las bandadas y los bancos mantienen formas coordinadas.
El modelo matemático trata a las aves y a los peces como si fueran átomos dispuestos en una red regular de un cristal blando. Los individuos mantienen un espaciamiento aproximado y se conectan por enlaces elásticos semejantes a muelles. Esa analogía explica por qué las formaciones son a la vez frágiles y capaces de deformarse, y cómo responden a variaciones en el flujo de aire o agua y a la presencia de objetos cercanos o depredadores.
Para comprobar la teoría, el equipo examinó experimentos previos, incluido uno con unidades mecanizadas que imitaban formaciones columnares. Esas maquetas tenían alas impresas en 3D y motores que batían en el agua; la formación se desplazó a distintas velocidades y se reorganizó libremente dentro de la fila. El comportamiento observado coincidió con las predicciones del modelo.
Los autores, entre ellos Christiana Mavroyiakoumou (entonces en el Courant Institute School of Mathematics, Computing, and Data Science de NYU y ahora becaria en el Mathematical Institute de la Universidad de Oxford) y Leif Ristroph, destacan que el estudio abre vías para analizar y, posiblemente, influir en la interacción de estos grupos. Señalan aplicaciones potenciales en ingeniería aeroespacial y automotriz, robótica y captación de energía. El trabajo contó con apoyo de la National Science Foundation y la participación de Jiajie Wu.
Palabras difíciles
- hidrodinámica — estudio del movimiento de fluidos en aguahidrodinámicas
- aerodinámica — estudio del movimiento del aire alrededoraerodinámicas
- espaciamiento — distancia media entre individuos en formación
- enlace — conexión que une a dos elementosenlaces
- muelle — pieza flexible que vuelve a su formamuelles
- cristal blando — material con estructura ordenada pero deformable
- deformar — cambiar la forma por fuerzas externasdeformarse
- captación — acción de recoger o aprovechar energía
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Preguntas de discusión
- ¿Qué problemas prácticos podrían surgir al aplicar este modelo en robots que se mueven en formación?
- ¿De qué manera ayudan las maquetas mecanizadas a validar una teoría sobre bandadas o bancos?
- ¿Qué beneficios podría aportar mejorar la captación de energía estudiando formaciones coordinadas?
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