Un pequeño crustáceo conocido como el camarón Pistola, capaz de aturdir a sus presas con un chasquido de su pinza, se ha convertido en la fuente de inspiración para científicos de la UNAM en la búsqueda de nuevas tecnologías. Investigadores del Instituto de Ingeniería han desarrollado un dispositivo que imita el asombroso mecanismo de este animal para generar un fenómeno llamado cavitación, el cual tiene el potencial de desinfectar agua y estudiar la corrosión de materiales.
El proyecto, liderado por el doctor Francisco Antonio Godínez Rojano en el campus de la UNAM en Nuevo León, traduce un comportamiento de supervivencia de la naturaleza en una herramienta con aplicaciones innovadoras, desde la salud pública hasta la ingeniería de materiales.
El “Disparo” Submarino que Genera 5,000°K
El camarón Pistola posee una pinza especializada que, al cerrarse súbitamente, dispara un chorro de agua a casi 25 metros por segundo. Este movimiento es tan rápido que la presión local del agua disminuye, creando una burbuja de vapor. Cuando esta burbuja colapsa, genera una onda de choque y, por un instante, la temperatura en su interior alcanza los 5,000 grados Kelvin, produciendo un destello de luz.
Este violento colapso es la clave del proceso de cavitación, un fenómeno que los científicos ahora buscan replicar y controlar en el laboratorio.
Replicando la Naturaleza: El Dispositivo de la UNAM
Para estudiar este fenómeno, el doctor Godínez Rojano creó en 2018 un dispositivo mecánico que simula el cierre de la pinza del camarón. Construido en acrílico, consta de una pinza fija y una móvil que, al ser activada por un gatillo, chocan súbitamente y expulsan un chorro de agua a alta velocidad, generando la cavitación de forma controlada.
“No éramos los primeros en fabricar un dispositivo artificial para producir chorros, pero tal vez sí en producir cavitación con una geometría de este estilo. Además, aquí lo atractivo es que finalmente generamos cavitación hidrodinámica, pero por un proceso mecánico puramente”.
— Dr. Francisco Godínez Rojano, Instituto de Ingeniería, UNAM.
El chorro del dispositivo alcanza una velocidad de 14 metros por segundo, lo que permite estudiar el fenómeno sin necesidad de láseres o fuentes de ultrasonido.
Dos Caras de una Misma Burbuja: Corrosión y Desinfección
La cavitación tiene un doble filo, y la investigación de la UNAM explora ambas facetas.
- El lado destructivo (Corrosión): Cuando las burbujas colapsan cerca de una superficie sólida como el metal, crean micro-jets que actúan como un martillazo, arrancando material y acelerando la corrosión. Este es un efecto nocivo muy conocido en las propelas de los barcos. En pruebas de laboratorio, el dispositivo logró crear cráteres profundos en placas de acero en pocas horas, demostrando su poder erosivo.
- El lado beneficioso (Desinfección de agua): Las mismas ondas de choque que destruyen el metal son capaces de romper la pared celular de ciertas bacterias. Esta propiedad antibacteriana convierte a la cavitación en un prometedor método de desinfección. El proyecto actual se enfoca en evaluar su eficacia para eliminar bacterias como Escherichia coli en aguas residuales.
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Preguntas Frecuentes (FAQ)
1. ¿Qué es la cavitación y cómo la usa el camarón Pistola? La cavitación es la formación y colapso violento de burbujas en un líquido. El camarón Pistola la genera al cerrar su pinza a gran velocidad para crear una onda de choque que aturde a sus presas.
2. ¿Cómo funciona el dispositivo de la UNAM? Es un sistema mecánico con dos pinzas que, al chocar, disparan un chorro de agua a alta velocidad, replicando el efecto del camarón para generar cavitación de forma controlada en un laboratorio.
3. ¿Cuál es la principal aplicación que se busca con esta investigación? Una de las aplicaciones más prometedoras es la desinfección de agua, ya que las ondas de choque producidas por la cavitación pueden eliminar bacterias como E. coli.
