Mariposa monarca, un modelo para la industria aeronáutica queretana
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Mariposa monarca, un modelo para la industria aeronáutica queretana

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Mariposa monarca, un modelo para la industria aeronáutica queretana

Investigadores de diversas instituciones en Querétaro creen que estudiar la nanoestructura interna de las alas de estos insectos podría ser la base para crear diversas aplicaciones dirigidas a la industria, principalmente la aeronáutica.

Alan Contreras
22/01/2018

¿Por qué las mariposas monarca pueden resistir viajes de miles de kilómetros? ¿Y para qué nos sirve saberlo?

Investigadores de diversas instituciones en Querétaro creen que estudiar la nanoestructura interna de las alas de estos insectos podría ser la base para crear diversas aplicaciones dirigidas a la industria, principalmente la aeronáutica.

De acuerdo con el doctor Raúl Herrera Basurto, profesor investigador de la Universidad Aeronáutica en Querétaro (Unaq), sería posible aprovechar este conocimiento para mejorar la aerodinámica de aviones.

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“Podríamos reproducir el material de las alas de la mariposa y tener una repercusión en el sector aeroespacial porque se pueden generar materiales resistentes y ligeros para disminuir consumo de combustibles, es decir, volar más con menos, lo que podría reducir costos en precios de los viajes”, explicó el investigador.

Las alas de las mariposas monarca tienen un sistema de ingeniería y de viaje que les permite trasladarse por más de cinco mil kilómetros, y cuentan con características que se requieren en las aeronaves, entre ellas: su flexibilidad, ligereza, resistencia y capacidad de adaptación.

Para conocer a profundidad estas características, la Unaq realizará pruebas micromecánicas de las alas, utilizando equipos especializados y después estudios de las configuraciones mecánicas. Ya concluyeron los estudios químicos y físicos de las alas.

“La mariposa nos enseña que al volar puede detenerse, subir, bajar y maniobrar, lo que no puede hacer un avión. Puede volar vertical, puede volar hacia atrás, puede irse en picada y regresar”, afirmó el investigador.

Debido a la complejidad biológica, física y metrológica que tiene el proyecto sobre las mariposas monarca, participan en él investigadores de la Unaq y la Universidad Politécnica de Santa Rosa Jáuregui (UPSRJ), además de que el Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (Cinvestav) del Politécnico Nacional y el Centro Nacional de Metrología (Cenam) aportan equipos para mediciones y cálculos.

Saúl Javier Luyo Alvarado, profesor investigador de la UPSRJ, mencionó que las alas de este lepidóptero poseen propiedades mecánicas especiales que pueden resistir vuelos largos y tienen bajo peso, por lo cual su estructura se puede replicar para la industria aeronáutica, utilizando materiales compuestos.

Explicó que las alas de este insecto tienen una estructura similar a ordenadas tejas de una casa por las cuales ingresa luz que, dependiendo del orden y espacio, emite un color particular. A este fenómeno se le llama interferencia y a las láminas cristales fotónicos.

En otras palabras, la estructura de las alas no es fija, sino que es una lámina de escamas sobrepuestas de forma estratégica y ordenada.

“Ciertos colores serán reflejados al recibir la luz, pero eso va a depender de la nanoestructura. Las alas están formadas como tejas de una casa y las láminas están sobrepuestas una sobre otra, lo que ocasiona un fenómeno de interferencia; las láminas están formadas y a eso se le llama un cristal fotónico”, indicó Luyo Alvarado.

Juan Pablo MacGregor, biólogo investigador de la UPSRJ, explicó que las mariposas tienen biotecnología particular a nivel nano que es necesario conocer para transformarla en una tecnología aplicada.

El primer paso fue identificar el origen del color de las alas, que se puede deber a pigmentación causada por sustancias químicas y/o a que tienen estructuras en forma de láminas delgadas sobre puestas que al recibir luz emiten un color especifico.

El siguiente paso del cuerpo académico es analizar la manera en que se pueden reproducir los cristales fotónicos para desarrollar aplicaciones como sensores, displays, dispositivos auto electrónicos a nivel de nano estructuras, así como productos o componentes para la industria aeronáutica, proceso que podría iniciarse en el 2019.

Los avances indican que las nano estructuras de las alas se pueden reproducir con materiales orgánicos o semiconductores, aunque es complejo y lleva un largo tiempo.

Arón Rodríguez López, profesor investigador de la UPSRJ comentó que también se analizan los componentes químicos de la mariposa, con la finalidad de identificar si éstos modifican el comportamiento de sus alas.
“Creemos que es una importante contribución porque ese conocimiento ayuda a tener más conciencia en los efectos de nuestras actividades sobre la naturaleza”, explicó

En general, el proyecto se encuentra en su primera etapa, en la cual los investigadores estudian las nano estructuras de las alas de las mariposas, identifican su tamaño, conocen su morfología y hacen cálculos y mediciones.

Una vez conociendo cómo son las alas, de que tipo son y cómo operan, diseñarán dispositivos, haciendo réplicas de las capas de las mismas y posteriormente productos.

La UPSRJ concursa por recursos de innovación y tecnología de Conacyt con la finalidad de financiar el avance del proyecto, mientras tanto, aplica recursos propios en conjunto con otras organizaciones educativas.

“Estamos en la parte de estudios básicos y se han hecho los primeros experimentos y mediciones y también este año estamos buscando financiamiento para este proyecto y estamos esperando resultados para tener recursos”, indicó Flora Mercader Trejo, directora de Investigación, Desarrollo Tecnológico y Posgrado de la UPSRJ.

En el caso de esta universidad, el proyecto está siendo ejecutado por el cuerpo académico de metrología en química y materiales, del cual forman parte Arón Rodríguez López, Juan Pablo MacGregor Regalado y Javier Luyo Alvarado.

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