Vistas a la página totales

lunes, 29 de marzo de 2010

"Un elefante se balanceaba sobre la tela de una araña....

...y como vieron que soportaba fueron a llamar a un camarada..."

A la mayoría de nosotr@s la imagen mental que nos evoca esta canción infantil nos hace reír...después de todo la idea de  un grupo de elefantes meciéndose en una tela de araña que no es rompe es absurda...una tela de araña no aguantaría el peso ni de medio elefante, ¿o sí? .
Hay un detalle que tal vez hayamos pasado por alto: si cabían varios elefantes en la tela de araña, ¿de que tamaño era esta última? En este caso estamos hablando de o de una tela de araña amplificada o de elefantes miniatura....
La seda producida por arácnidos es sin duda una de las maravillas de la naturaleza. Compuesta por proteínas en estado líquido cristalino (intermedio entre sólido y líquido)  la fibra resultante tiene propiedades mecánicas sorprendentes. Existen alrededor de siete  tipos de seda producida por arañas, cada una con un uso específico. Por ejemplo, la seda que se utiliza para construir los bordes de la tela de araña tiene propiedades comparables a la del Kevlar que es mucho más resistente que el acero (ver este enlace para más información). En el artículo  Michael B. Hinman, Justin A. Jones and Randolph V. Lewis, Synthetic Trends in biotechnology 18, 9:374-379 (2000) se encuentra un resumen sobre los tipos de seda, sus usos y sus propiedades elásticas.
Ocupándonos del problema de los elefantes, simpliquemos un poco la situación; supongamos que un elefante de unas 10 ton de masa se encuentra suspendido verticalmente de una cuerda hecha de hilos de seda de araña. El peso del elefante es una fuerza de aproximadamente 100 kN  responsable por el estiramiento de la cuerda. El límite al cual se puede estirar la cuerda antes de romperse depende del diámetro original y de las propiedades elásticas del material.  Para el tipo de seda usada para construir el borde de las telas de araña y las líneas radiales valores típicos del módulo de elasticidad rondan los 4,0 GN/m^2 con una elasticidad del 35%. Suponiendo que nuestra cuerda se estire un 30% y usando la Ley de Hooke (ver cálculo en este enlace) obtenemos que la cuerda debe tener un diámetro aproximado de 1 cm. O sea, ¡sí sería posible bajo estas condiciones suspender un elefante de una cuerda hecha de telas de araña!
La pregunta es ahora, ¿cuántas arañas se necesitan para tejer esa cuerda? Por ejemplo, según la información proporcionada en esta referencia, se necesitan aproximadamente 60825 arañas de la especie Araneus diadematus para producir 1 kg de seda. Esta araña produce un hilo de seda de aproximadamente 0.5 um (leáse micro metros) de diámetro¡ Esto significa que necesitaríamos 10 millones de hilos para construir una cuerda con las dimensiones deseadas! Por otro lado, si la seda tiene una densidad de 1300kg/m^3  y consideramos una cuerda de 2m, se necesitarían  cerca de 50 mil arañas para producir la cantidad necesaria de seda.
En conclusión, la pregunta correcta no es si es posible que una tela de araña soporte un elefante, si no más bien, si es posible construir tal tela de araña.


  (imagen tomada de http://www.flickr.com/photos/30895698@N05/3063311872/)

1 comentario: