Un grupo de investigadores de la Universidad de Purdue, en Estados Unidos, está llevando a cabo un estudio que podría revolucionar la forma en que se detectan y monitorizan desastres naturales. Inspirándose en la biología de los mosquitos, los científicos están recreando las antenas de estos insectos para estudiar su sensibilidad a las vibraciones. Este enfoque multidisciplinario combina la ingeniería civil y la biología, y tiene el potencial de generar importantes avances en la detección de fenómenos como terremotos y tsunamis.
El trabajo, liderado por los profesores Pablo Zavattieri y Ximena Bernal, ha sido publicado en la revista Acta Biomaterialia. Zavattieri, quien ocupa la cátedra Jerry M. y Lynda T. Engelhardt en la Facultad de Ingeniería de Purdue, subraya la importancia de tomar inspiración de la naturaleza para avanzar en la investigación científica. «Estamos en las primeras etapas, pero somos optimistas sobre lo que podemos aprender», afirma.
La biología detrás del sonido
A pesar de no contar con oídos tradicionales, los mosquitos utilizan sus antenas para navegar en un paisaje sonoro complejo, identificando sonidos cruciales a pesar del ruido de sus propias aleteos. El estudio de las características estructurales de las antenas, en particular la disposición y morfología de los pelos sensoriales, ha proporcionado valiosos conocimientos sobre cómo estas adaptaciones mejoran la sensibilidad auditiva y la respuesta selectiva a las señales ambientales.
Mediante el análisis detallado utilizando imágenes micro-CT, los investigadores han creado modelos CAD de alta fidelidad para el análisis por elementos finitos. Phani Saketh Dasika, candidato a doctorado en ingeniería civil y miembro del equipo, ha compartido que este proceso ha permitido descubrir que las antenas de los mosquitos son capaces de detectar una gama más amplia de frecuencias de lo que se pensaba anteriormente, lo que podría ser clave para el diseño de sensores acústicos.
La investigación también tiene implicaciones más amplias. Las conclusiones extraídas del estudio podrían influir en el desarrollo de materiales inteligentes que cancelen el ruido, así como en la creación de paneles aislantes para edificios, auriculares con cancelación de ruido e incluso dispositivos de camuflaje acústico. Zavattieri sugiere que, en un futuro, podríamos ver entornos urbanos equipados con sensores bio-inspirados que actúen como «grandes oídos», capaces de discernir sonidos específicos en medio del bullicio de la vida citadina.
En situaciones de crisis, como terremotos u otros desastres, estos sensores podrían resultar invaluables, detectando rápidamente señales de socorro y guiando los esfuerzos de rescate hacia quienes más lo necesitan. Actualmente, el equipo se centra en la recreación de las antenas a través de la impresión 3D, utilizando diversos materiales y tamaños para realizar pruebas de frecuencia.
El trabajo del equipo de Purdue destaca cómo la colaboración entre diferentes disciplinas puede llevar a descubrimientos significativos y a aplicaciones prácticas que beneficien a la sociedad en su conjunto, poniendo de manifiesto la relevancia de la investigación científica como motor de innovación y progreso.
