Las mantarrayas pueden ayudarnos a luchar contra la contaminación por microplásticos

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mantarraya

El mecanismo de captura de alimentos de las mantarrayas puede ser clave para mejorar los sistemas de filtración

Las mantarrayas extraen su pequeña comida de las bocanadas de agua de mar de una novedosa manera que podría ser la clave para una mejor filtración en una variedad de aplicaciones comerciales, según muestra una nueva investigación de la Oregon State University (OSU).

Publicados el pasado miércoles en Science Advances, los hallazgos explican que las mantarrayas filtran zooplancton, mesoplancton y microcrustáceos con un aparato diferente de cualquier cosa vista previamente en cualquier sistema biológico o industrial.

"El tipo más común de filtro es un filtro de tamiz, donde un fluido que contiene partículas pasa a través de una membrana con poros más pequeños que las partículas", dijo el coautor del estudio Jim Strother, profesor asistente de biología integrativa en la Facultad de Ciencias de la OSU.

Los filtros tamizadores incluyen todo, desde un colador de cocina que cuela pasta hasta filtros de membrana que producen agua ultrapura. Otros mecanismos de filtro son la filtración con hidrosol, como los filtros de fibra en los sistemas HVAC, y la filtración ciclónica, que se utiliza en las aspiradoras sin bolsa.

"En todo el mundo hay muchos diferentes tipos de filtros utilizados para muchos propósitos, pero todos se basan en solo unos pocos mecanismos fundamentales", dijo Strother, quien colaboró con los autores correspondientes Misty Paig-Tran y Raj Divi de Cal State Fullerton.

Las mantarrayas, parientes cercanas de tiburones que pueden medir más de 20 pies de ancho, comen al absorber a la boca agua rica en plancton mientras nadan. Filtran e ingieren el plancton y luego eliminan el agua restante por sus hendiduras branquiales.

sistema de  filtración de la mantarraya

Muchos sistemas de filtración son propensos a obstruirse a medida que recolectan lo que están filtrando, pero las mantarrayas utilizan conjuntos de lóbulos similares a las hojas para rebotar las partículas de comida lejos del filtro.

El agua que pasa sobre los lóbulos crea un complejo patrón de remolinos, y las partículas de alimentos en el flujo golpean los lóbulos y se alejan. La configuración permite que los peces retengan organismos alimenticios mucho más pequeños que los poros.

"Las mantarayas parecen utilizar un novedoso mecanismo para filtrar las partículas de los fluidos", dijo Strother. "Su aparato de filtración tiene una estructura especial que hace que las partículas de plancton reboten en el filtro y se concentren en la cavidad bucal, para que el pez pueda ingerirlas".

sistema de  filtración de la mantarraya, detalle

Como las partículas son repelidas por el filtro pero no son capturadas, el filtro tiene varias propiedades muy deseables, incluyendo que puede operarse a altas velocidades de flujo y es extremadamente resistente a la obstrucción.

"Este documento establece el mecanismo básico, y actualmente estamos estudiando si podemos adaptar este mecanismo para los sistemas de ingeniería", dijo Strother. "Por ejemplo, una dirección futura está explorando si esto se puede aplicar al tratamiento de aguas residuales con el fin de abordar la amenaza emergente de la contaminación por microplásticos".

Artículo científico: Manta rays feed using ricochet separation, a novel nonclogging filtration mechanism

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