Las escamas en las alas de las polillas forman un camuflaje acústico que oculta a los insectos del sonar de los murciélagos. Es la conclusión de un grupo de investigadores que examinaron la polilla tusar china (Antheraea pernyi) y la Dactyloceras lucina, una gran polilla africana.
Estas polillas pueden esconderse del sonar de los murciélagos que se alimentan de ellas utilizando sus alas para exponer un camuflaje acústico. Su adaptación furtiva evolucionada es el resultado de una serie de escamas unidas a las membranas de sus alas que absorben las frecuencias de ultrasonido emitidas por los murciélagos cazadores, y son los primeros metamateriales acústicos que se encuentran en la naturaleza.
Las especies de polilla estudiadas se esconden de los murciélagos absorbiendo el sonido de su ecosonda
Un equipo de la Universidad de Bristol descubrió que las ondas sonoras de los murciélagos que golpean las escamas en forma de tenedor que se encuentran en dos especies de polillas hacen que se doblen y giren, disipando la energía. "El murciélago refleja menos sonido y, por lo tanto, la polilla desaparece o desaparece parcialmente de la pantalla del sonar del murciélago", explica Marc Holderied, biólogo acústico de la Universidad de Bristol, Reino Unido.
La estrategia difiere de una que su equipo planteó a principios de este año, según la cual el pelaje del cuerpo de una polilla absorbe en promedio el 69% de la energía del ultrasonido. "Demostramos que la piel del cuerpo no es muy diferente de los absorbentes de sonido tradicionales que usamos en nuestros edificios", explica Holderied.
Se trata de los primeros metamateriales acústicos encontrados en la naturaleza
Las alas necesitan un material más delgado y una estrategia diferente. Las escamas tienen menos de un milímetro de largo y solo unos pocos cientos de micrómetros de espesor, y cada una resuena a una frecuencia particular. Sumadas juntas, decenas de miles de escamas ajustadas individualmente absorben al menos tres octavas de sonido. "Un conjunto de resonadores absorbe cada uno a su frecuencia individual, pero luego se organizan de manera que interactúan y actúan colectivamente como un metamaterial, creando una absorción de banda ancha", dice Holderied.
La fina estructura de cada escama es notable. "Están altamente estructurados a escala nanométrica con capas superior e inferior corrugadas perforadas que están interconectadas por una red de pilares diminutos", explica Holderied.
La capa acústica funciona entre 20 kHz y 160 kHz, y funciona mejor a frecuencias más bajas, alrededor de los rangos que los murciélagos escanean en busca de presas. La absorción máxima se produjo a 78 kHz, con un 72% del sonido absorbido.
La polilla tusar china (Antheraea pernyi) y la Dactyloceras lucina fueron elegidas porque no tienen oídos para escuchar a los murciélagos que se acercan, una adaptación que ha evolucionado muchas veces en los insectos durante los últimos 50 millones de años. Holdereid describe la propiedad de sigilo emergente como "absolutamente impresionante", y se basa en principios que los ingenieros apenas han comenzado a explorar.
El estudio de este “camuflaje” puede aportar soluciones a nuestras necesidades de insonorización
"No he visto nada parecido en una tecnología artificial", dice Trevor Cox, ingeniero acústico de la Universidad de Salford, Manchester. “Hacer que las cosas funcionen en todo el rango de frecuencias es uno de los grandes desafíos. Un enfoque consiste en utilizar materiales de absorción porosa, como la lana mineral, pero esto requiere mucho material ".
"Si quieres absorber frecuencias más bajas y utilizar menos material, tienes que utilizar resonancia", explica Cox. El espacio y el peso son primordiales en aviones y automóviles, por lo que la búsqueda de materiales absorbentes del sonido más liviano está en marcha.
Holderied dice que podría ser posible fabricar materiales "10 veces más eficientes para absorber sonidos que los que usamos en nuestros hogares y oficinas". Pensemos en papel tapiz absorbente de sonido, no en paneles, agrega.
Fuente: Chemistry World
