Los métodos utilizados para diseñar coches y naves espaciales de F1 han desempeñado un papel crucial en las nuevas investigaciones sobre las marcas utilizadas para rastrear los movimientos de los animales.
Ecologistas unieron fuerzas con colegas aeroespaciales de la Universidad de Swansea para encontrar la mejor manera de reducir el arrastre de las etiquetas de biología, los dispositivos de registro utilizados para rastrear los movimientos y el comportamiento de los animales.
Su colaboración en la investigación significó que los biocientíficos pudieron aprovechar la Computational Fluid Dynamics (CFD), un análisis virtual del flujo de fluidos llevado a cabo por una supercomputadora, para realizar simulaciones complejas de cómo una etiqueta afectaría a una foca cuando se desplaza por el agua.
Will Kay, del Swansea Lab for Animal Movement (SLAM), trabajó con su compañero de doctorado David Naumann, del renombrado Zienkiewicz Centre for Computational Engineering de la Universidad, que forma parte del equipo que trabaja en el coche supersónico Bloodhound.
El equipo también incluyó estudiantes de pregrado, supervisores académicos y técnicos del Colegio de Ciencias e Ingeniería, así como socios externos de Natural Resources Wales.
Su trabajo Minimizando el impacto de los dispositivos de biología: El uso de la Dinámica de Fluidos Computacional para optimizar el diseño y posicionamiento de las etiquetas acaba de ser publicado en Methods in Ecology and Evolution, publicado por la British Ecological Society y Wiley, una revista de biociencias líder en el mundo.
Will dijo: «Para animales como las focas que se mueven en corrientes de flujo muy rápido, la resistencia es una cuestión clave y la racionalización de las etiquetas es muy importante. Se han llevado a cabo investigaciones previas sobre cómo el tamaño, la forma y la posición de la marca afectan a la resistencia del animal, pero queríamos ver cómo una combinación de estos factores trabajan juntos para afectar a la resistencia. También intentamos proporcionar una guía paso a paso para otros biocientíficos que buscan aplicar estas técnicas por sí mismos».
Las marcas de biología se utilizan en animales por muchas razones, como por ejemplo para saber más sobre la transmisión de enfermedades o para comprender qué hábitats utilizan para mejorar las estrategias de conservación. Sin embargo, llevar una etiqueta que causa arrastre puede cambiar los requisitos de potencia de un animal, y puede significar que un animal necesita cambiar su comportamiento en consecuencia.
«Mi investigación comenzó examinando las etiquetas de las focas. Queríamos entender cuáles eran los factores más importantes para que una marca fuera más hidrodinámica», dijo.
«Mirando la hidrodinámica (el flujo de agua alrededor de un cuerpo) de una marca en un animal, se identifica qué es lo que permite que la marca se deslice fácilmente por el agua y qué características actúan para impedir el progreso», explica la coautora, la profesora Rory Wilson, de SLAM.
Al modelar el arrastre de etiquetas en un entorno computacional, Will y sus colegas pudieron probar la carga de arrastre de diferentes etiquetas y descubrieron que mejorar la forma de la etiqueta era lo más importante para reducir la resistencia. De hecho, las etiquetas podrían ser un poco más grandes siempre y cuando se mejorara su forma.
Will dijo: «Como ecologista, esta investigación no era algo que pudiera haber hecho por mi cuenta y eso fue lo que inspiró esta colaboración. La ejecución de las simulaciones de las diferentes etiquetas en diferentes posiciones lleva mucho tiempo, por lo que pudimos aprovechar la experiencia de los ingenieros aeronáuticos y utilizar el mismo tipo de técnicas utilizadas para el diseño de los coches y cohetes de F1».
Sus resultados también mostraron que un diseño hidrodinámico puede reducir el impacto de la posición de la marca en la resistencia inducida por el dispositivo. Esto es especialmente importante, ya que no siempre es posible colocar una etiqueta en la posición óptima en un animal.
Los investigadores ahora esperan que sus hallazgos no sólo sirvan de guía para establecer colaboraciones interdisciplinarias con ingenieros, sino que también ayuden a otros investigadores a aumentar su comprensión de la resistencia inducida por las marcas.
«Aunque no esperamos que nuestros hallazgos sean considerados como directrices estrictas y formales, ni que el uso de CFDs sea obligatorio, esperamos que este trabajo, y especialmente la guía paso a paso que contiene el documento, ayude a la comunidad de biología a lograr las mejores prácticas en el diseño de etiquetas», agregó el profesor Luca Börger, coautor de SLAM.
Will pretende continuar su investigación sobre focas y aves marinas después de su doctorado tras aceptar un puesto en el British Antarctic Survey, trabajando con focas y leopardos marinos de la Antártida.