Las fibras del pelaje del oso polar capturan luz solar y calor, y retienen ambas para abrigar al oso.
Introducción
Al norte del círculo polar Ártico, donde viven los osos polares, las temperaturas pueden llegar a los -58ºF (-50ºC) en un día tempestuoso. Sin embargo, estas criaturas no se inmutan con el frío: caminan sobre el hielo, construyen guaridas en la nieve, nadan y duermen bajo las estrellas o el sol de medianoche. Esto se debe tanto a su dieta rica en calorías de grasa de foca, como a su pelaje.
La estrategia
El pelaje está hecho de dos capas: una capa interna corta y densa apegada a la piel, y otra capa externa de pelos protectores más largos y gruesos.
Los pelos de la capa protectora parecen ser blancos, pero en realidad están compuestos de una cavidad central rodeada de un cilindro transparente que dispersa la luz y rodea una cámara central. Esta estructura sofisticada no sólo absorbe calor del ambiente, sino que también previene que el calor que irradia el cuerpo del oso polar se escape fácilmente hacia el aire a su alrededor.
Para los osos polares, las propiedades aislantes del pelo inferior se complementan también con las características especiales del pelo protector. Son translúcidos, lo que permite que la energía solar pase y caliente la piel directamente, y tienen núcleos huecos con cámaras que absorben y retienen el calor.
Cuando le llega la luz del sol al pelo, la parte exterior refleja un poco de luz al ambiente, dándole al oso su apariencia blanca y brillante. Sin embargo, la mayor parte de la luz viaja a través del cilindro translúcido y luego es reflejada por la cavidad central. Dependiendo del ángulo en el que llega la luz, rebota dentro del pelo o hacia otro pelo, donde se repite el proceso.
Una parte de la energía de la luz se transforma en calor durante este proceso. Otra parte rebota hacia más y más profundamente en el pelaje hasta que alcanza la piel negra del oso, donde se absorbe y luego vuelve a irradiarse en forma de calor. La capa densa apegada a la piel guarda el calor cerca del animal y lo ayuda a mantenerse caliente.
Muchos de los animales que viven en climas fríos tienen el pelo con el centro vacío. En el pelo del oso polar, la cavidad central ayuda con el aislamiento térmico. Como resultado, cuando la temperatura alrededor del oso polar aumenta,por ejemplo, cuando el oso entra en el agua que bordea los 32ºC o 0ºF, la cavidad central puede absorber el calor adicional y retenerlo por más tiempo que un animal con pelo con centros vacíos.
Las posibilidades
Los pueblos indígenas del extremo norte han dependido durante mucho tiempo de la ropa hecha con piel de oso polar para mantenerse calientes. Además de usar la piel en sí, podemos inspirarnos en la estructura interior única de los pelos individuales para diseñar fibras sintéticas y textiles para usar en climas fríos que retienen el calor mejor que los convencionales. Otras aplicaciones relacionadas con la temperatura podrían incluir aumentar la eficiencia y la flexibilidad de los colectores solares térmicos; mejorar el aislamiento de edificios para calefacción o refrigeración; y diseñar contenedores para mantener las temperaturas de los alimentos y medicamentos en rangos seguros durante el transporte o en áreas donde no se dispone de refrigeración.
Si consideramos de manera más general el concepto de alterar la transmisión de la radiación electromagnética, otras adaptaciones de los conceptos podrían incluir mejorar el rendimiento solar fotovoltaico, personalizar la iluminación del invernadero para optimizar el crecimiento de las plantas; y proporcionar iluminación inteligente para los hogares.
