El apéndice del camarón mantis golpea con una enorme cantidad de fuerza potenciada por las burbujas de cavitación.
Introducción
El camarón mantis es un crustáceo marino que se distingue por su capacidad para lanzar poderosos golpes de alta velocidad que pueden romper las conchas de los moluscos e incluso el cristal de los acuarios. Lo hace con sus apéndices rapaces: patas delanteras especializadas para protección y alimentación. Hay muchas especies diferentes de camarón mantis, y la morfología de su apéndice raptorial clasifica al camarón mantis como arpón, aplastador o indiferenciado. Si bien el movimiento rápido y la fuerza inicial del mecanismo de golpe se deben a la amplificación de potencia, las especies aplastadoras y no diferenciadas pueden agregar fuerza adicional a su golpe al producir burbujas de cavitación.
El arma mortal del camarón mantis generalmente se sostiene cerca del cuerpo y se oculta un poco por otros apéndices. Visto aisladamente, su estructura es y su potencial de acción son más evidentes. Ilustración por Holly Sullivan / sulscientific.com
La estrategia
El apéndice raptorial se divide en cuatro segmentos: el mero (el más cercano al cuerpo), el carpo, el propodo y el dáctilo. La forma del dáctilo diferencia al camarón como arpón, aplastador o especie indiferenciada. Los apéndices puntiagudos son segmentos largos y puntiagudos que cortan el agua y las presas blandas. Los apéndices trituradores e indiferenciados, por otro lado, tienen "talones" romos y bulbosos en el dáctilo que se usa para dar golpes contundentes a corta distancia. Este talón que acelera rápidamente es lo que crea una burbuja de cavitación.
Cuando el garrote del camarón mantis golpea, mueve el agua tan rápido que crea un área de baja presión que luego forma una burbuja y colapsa en un estallido de luz y sonido de alta energía. Ilustración por Holly Sullivan / sulscientific.com
Las burbujas de cavitación se crean cuando un objeto se mueve a través del agua a velocidades muy altas y crea gradientes de velocidad extremos en el agua que fluye. Bajo las condiciones adecuadas, esto produce una cavidad o burbuja en la que la presión es tan baja que el agua se vaporiza. Cuando las burbujas colapsan bajo presiones ambientales más altas, emiten energía en forma de sonido, luz y ondas de calor. Todo el proceso ocurre en cuestión de milisegundos. La cavitación es un fenómeno común con las hélices de los barcos, que crean un flujo continuo de burbujas que colapsan y erosionan el metal de la hélice con el tiempo.
En el caso de los apéndices trituradores e indiferenciados del camarón mantis, su anatomía y velocidades de ataque crean las condiciones perfectas para una sola burbuja de cavitación. Cuando la burbuja estalla, su fuerza es casi igual a la del golpe mismo. Una sola burbuja de cavitación es proporcional al disparo de una bala calibre 22. Es el doble golpe de las profundidades del mar. El apéndice del arpón no crea una burbuja de cavitación debido a su elegante diseño.
Este resumen fue aportado por Allie Miller.
La Dra. Sheila Patek describe el descubrimiento de burbujas de cavitación en las huelgas de camarones mantis.
