Las abejas y las avispas construyen nidos resistentes y que ahorran espacio usando celdas hexagonales.
Introducción
La cuestión de por qué las abejas melíferas se adaptaron a construir sus nidos a partir de celdas hexagonales se ha debatido durante siglos. En Sobre el Origen de las Especies, Darwin teorizó que la selección natural condujo a "una economía de cera". Ser frugal con la cera es un trabajo sabio para una abeja melífera dado que necesitan consumir aproximadamente ocho libras de miel para producir una libra de cera.
Pero fue necesario que los matemáticos estudiaran la forma del hexágono para llegar directamente a la verdad. Alrededor del año 36 a. C., un erudito llamado Marcus Terentius Varro escribió por primera vez sobre este problema matemático en particular, más tarde denominado "la conjetura del panal". En 1999, Thomas Hales demostró matemáticamente que los hexágonos convexos organizados en una cuadrícula minimizan el área perimetral total en comparación con cualquier otra forma teselada.
nacimiento de una abeja
Los hexágonos en las colmenas no son solo por estética y no son solo para almacenar miel. Cada celda hexagonal es una cuna potencial y un suministro de alimento para que se desarrolle una larva, como se ve aquí. La forma en que los apicultores humanos consiguen células libres de abejas es impidiendo que la reina que pone los huevos pueda llegar a determinadas zonas de la colmena.
Los primeros 21 días de vida de una abeja se condensaron en 60 segundos. Filmado por Anand Varma en el Centro de Investigación Harry Laidlaw Honeybee en UC Davis con la ayuda de Billy Synk. Música de Rob Moose (@mooseofrob)
La estrategia
En una entrevista de 2019, Thomas Hales, el matemático que finalmente demostró la conjetura, dijo que, en última instancia, "un panal hexagonal es la forma de ajustar la mayor área con el menor perímetro". Desde la perspectiva de una abeja, eso significa almacenar más miel en un volumen mayor y gastar menos energía en construir una estructura para contenerla. En otras palabras, Darwin tenía razón.
Y la eficiencia del espacio no es el único beneficio de construir con hexágonos. Apilados juntos, los hexágonos llenan tramos en una disposición compensada con seis paredes cortas alrededor de cada "tubo", lo que le da a las estructuras una alta resistencia a la compresión. Las colmenas también disipan bien el calor, evitando que la estructura cerosa se derrita en los días calurosos. Aunque pocas especies de avispas almacenan miel, también construyen nidos utilizando celdas hexagonales, aprovechando estos mismos beneficios. La eficiencia, la fuerza y la pérdida de calor controlada también son importantes para las estructuras humanas, por lo que no es de extrañar que los panales inspiren el diseño humano.
Un hexágono con el mismo perímetro que un triángulo tiene más área.
Los hexágonos son los polígonos de lados más altos que forman mosaicos o encajan entre sí. La comparación de triángulos y hexágonos teselados con la misma área ilustra que los panales hexagonales minimizan el material necesario, haciéndolos eficientes en cuanto al espacio.
Debe ser un hombre aburrido que puede examinar la exquisita estructura de un peine, tan bellamente adaptado a su fin, sin admiración entusiasta.Charles Darwin
Las posibilidades
Los científicos e ingenieros han incorporado diseños hexagonales en aplicaciones aparentemente infinitas, incluidos materiales de construcción livianos, paneles flexibles para la construcción de puentes, absorción de sonido, difusión de luz, diseño, protección magnética, ingeniería de tejidos e incluso la construcción de mejores tablas de surf.
“Debe ser un hombre aburrido que puede examinar la exquisita estructura de un peine, tan bellamente adaptado a su fin, sin una admiración entusiasta”, escribió Darwin. Mientras examinamos estas estructuras más de un siglo y medio después, seguimos encontrando cosas nuevas para admirar y .
Ahora que sabemos por qué las abejas construyen hexágonos, ¿cómo diseñan formas tan precisas? Consulte "el calor corporal derrite la cera" en el contenido relacionado a continuación para averiguarlo.
Los panales maximizan el volumen de miel que se puede almacenar con la menor cantidad de material de construcción.
Los avispones también construyen nidos con panales.
