Los piqueros se lanzan en picado a velocidades cercanas a los 100 km/h para atrapar a sus presas
Una nueva y apasionante investigación analiza cómo los piqueros (aves del género Sula) pueden reducir el impacto potencialmente letal de sus inmersiones verticales de alta velocidad al crear un colchón de burbujas de "supercavitación" al impactar con el agua.
"Se cree que los cuerpos de los piqueros, que pueden lanzarse en picado a velocidades cercanas a los 100 km/h para atrapar a sus presas, poseen ciertas adaptaciones para protegerse de los intensos impactos", afirma el Dr. Yoshinobu Inada, profesor del Departamento de Aeronáutica y Astronáutica de la Universidad de Tokai, Japón. "El deseo de descubrir y comprender estas adaptaciones nos inspiró a iniciar este estudio".
La cavitación ocurre cuando un objeto se mueve a través del agua a alta velocidad y la presión a su alrededor cae por debajo de la presión de vapor del agua, lo que provoca la formación de burbujas. Cuando una gran cantidad de estas burbujas aparecen a una velocidad suficientemente alta y cubren todo el objeto, se denomina "supercavitación". Este fenómeno es conocido por reducir la resistencia aerodinámica, entre otros efectos.
"Sin embargo, lo que nos interesa no es la reducción de la resistencia, sino la mitigación del impacto", afirma el Dr. Inada. "Creemos que cuando los piqueros se sumergen en el agua, podría estar produciéndose supercavitación, y las burbujas podrían actuar como un amortiguador para absorber el impacto".
El Dr. Inada y su equipo sugieren que los piqueros podrían estar buceando a alta velocidad a propósito para desencadenar este protector efecto de cavitación.
"Sin esta amortiguación, golpear el agua a 100 km/h causaría un impacto enorme, probablemente lo suficientemente fuerte como para romper huesos o incluso ser fatal", afirma el Dr. Inada.
Para comprobar esta hipótesis, el Dr. Inada y su equipo recrearon con precisión la cabeza de un piquero utilizando una tomografía computarizada de su cráneo y construyendo un modelo 3D.
"Luego imprimimos el modelo con una impresora 3D para crear una réplica física e instalamos un acelerómetro en su interior para medir las fuerzas de impacto durante las colisiones", explica el Dr. Inada.
Para lanzar el modelo a velocidades cercanas a los 100 km/h, también necesitaron construir un lanzador personalizado y luego filmaron el modelo descendiendo rápidamente al agua con una cámara de alta velocidad.
Vídeo: Modelo de cabeza de piquero entra al agua y crea burbujas de cavitación. Crédito: Dr. Yoshinobu Inada
Un hallazgo preliminar prometedor de este proyecto es que, si bien la fuerza de impacto al golpear el agua generalmente aumentaba con la velocidad de inmersión, el Dr. Inada y su equipo observaron repetidas ocasiones en las que la fuerza de impacto disminuía después de alcanzar velocidades muy altas, que se asociaban con la formación de una gran cantidad de burbujas.
El análisis de las imágenes de vídeo llevó al Dr. Inada y a su equipo a preguntarse si estas burbujas estaban ayudando a amortiguar las aplastantes fuerzas del impacto a través de la cavitación.
"Sospechamos que esta disminución en el impacto podría deberse a la supercavitación, por lo que actualmente estamos preparando más experimentos para ver si el efecto se mantiene en diferentes condiciones de alta velocidad", dice el Dr. Inada.
En el reino animal, los depredadores marinos utilizan con mayor frecuencia la cavitación como medio para incapacitar o matar a sus presas, como se observa en las pinzas de ataque rápido de los camarones pistola o en los debilitantes "coletazos" del tiburón zorro.
La supercavitación ya se utiliza en la ingeniería acuática para lograr mayores velocidades de los sumergibles mediante la reducción de la resistencia, pero también podría haber aplicaciones para mitigar las fuerzas de impacto.
"Si podemos confirmar que la supercavitación realmente ayuda a reducir este impacto, podría ser muy útil para objetos artificiales que entran al agua a alta velocidad", afirma el Dr. Inada. "Por ejemplo, podría incluso aplicarse al diseño de naves espaciales que amerizan al regresar a la Tierra".
Si bien estas burbujas de cavitación se han observado en repetidos experimentos, estos hallazgos aún son preliminares y al Dr. Inada le gustaría continuar realizando estos experimentos a velocidades de buceo aún más altas de 100 km/h, que es la velocidad a la que se sabe que se sumergen los alcatraces del norte.
Esta investigación se presentó en la Conferencia Anual de la Sociedad de Biología Experimental en Amberes, Bélgica, el 10 de julio de 2025.
