¿CÓMO VENTILAN SU CASA LAS TERMITAS?

Un equipo de investigadores describe por primera vez y al detalle cómo se ventilan los termiteros. El estudio, que se describe en un documento el 31 de agosto en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias, revela que las estructuras actúan de manera similar a un pulmón, inhalando y exhalando una vez al día, ya que se calientan y se enfrían.

Como constructores, las termitas no tienen muchas herramientas a su disposición (sólo sus cuerpos, tierra y saliva). Para ayudarles en su trabajo no tienen nada que las mantenga a salvo de las variaciones en la velocidad y dirección del viento, y de las fluctuaciones de temperatura cuando el sol sale y se pone. A pesar de estas limitaciones, los insectos han logrado desarrollar estructuras que están ventiladas de una manera eficiente, un reto que aún hoy sigue siendo una lucha para los constructores humanos.

Liderados por L. Mahadevan, Lola Inglaterra de Valpine, un equipo de investigadores han descrito por primera vez y con detalle cómo se ventilan los termiteros. El estudio, que se describe en un documento fechado el 31 de agosto en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias, revela que las estructuras actúan de manera similar a un pulmón, inhalando y exhalando aire una vez al día, ya que se calientan y se enfrían.

Thermal images superposed on a photograph of a termite mound (photo 1). At night (left side) the flutes are cooler, so the air first moves down them and then up the central core. During the daytime (right), the warmer air reverses the process, moving air up the flutes and then down the central core. Occurring once a day, it allows CO2 from deep inside the mound to surface and diffuse through the porous walls (photo 2). Thus the mound works like a slowly breathing lung, powered by daily temperature oscillations.

Credit: Hunter King and Naomi Ocko

"Las mediciones directas derriban la sabiduría tradicional sobre el campo", dijo Mahadevan. La teoría clásica era que si tienes viento soplando sobre los montículos, eso provoca cambios en la presión, y puede conducir a la aspiración de dióxido de carbono desde el interior, pero esto nunca fue medido directamente.

"Medimos la velocidad y dirección del viento en el interior de los montículos en diferentes lugares. Se midió la temperatura, la concentración de dióxido de carbono,... y encontramos que las oscilaciones de temperatura asociadas con el día y la noche pueden ser utilizadas para conducir la ventilación de una manera no muy diferente a como ocurre un pulmón. Por lo que el montículo 'respira' una vez al día, por así decirlo ".

La primera vez que Mahadevan se interesó por los termiteros fue hace más de cinco años, durante una visita al Centro Nacional de Ciencias Biológicas en la India. Se sorprendió al saber que muchas de las ideas acerca de cómo funcionaban los montículos no habían sido probadas rigurosamente.

Al trabajar con Scott Turner, profesor de la SUNY Colegio de Ciencias Ambientales y Forestales y autor de un libro que examina las estructuras construidas por animales, Mahadevan, Rey y Ocko crearon un plan destinado a la búsqueda de respuestas definitivas.

"Nos ocurrió que los perfiles de flujo interno previstos por diferentes mecanismos discrepaban cualitativamente unos con otros", dijo King. "Midiendo directamente, podríamos identificar fácilmente el perfil correcto. La parte más difícil fue encontrar la manera de medir la sensibilidad de estos pequeños flujos de aire en un espacio confinado y protegido por un pegamento de barro y excremento de termitas".

Utilizando una serie de sondas diseñadas a medida, Rey y Ocko, pasaron varias semanas en la India, realizando una serie de pruebas, tanto en montículos vivos como muertos . Estas pruebas incluían lecturas diurnas y nocturnas de temperatura, cubriendo los montículos con lonas, soplando aire sobre ellos, e incluso usando aspiradoras para comprobar la aspiración.

"Después de meses de profundas reflexiones y preparación, todo se reduce a ir de excursión por el bosque a las 4 de la madrugada con un ordenador portátil, una linterna, aparatos electrónicos hechos a medida y una sierra de perforación", dijo Ocko. Los investigadores identificaron el mecanismo depende, en gran medida, de la estructura de los montículos.

termitero

Los montículos se construyen alrededor de los grandes "chimeneas" centrales que llegan de la bóveda subterránea, donde se desarrolla la mayor parte de la vida de la colonia, hasta la cima del montículo. Mientras que el interior del montículo cuenta con grandes muros estructurales, el exterior es mucho más delgado, con paredes que, aunque son impermeables al viento, permiten el intercambio de gases.

Mahadevan explicó que durante el día como la luz del sol calienta las paredes exteriores del montículo, el aire del interior se calienta, provocando que eleve. "Lo que se obtiene es una celda de convección", dijo Mahadevan. "El aire caliente no puede moverse a través de las paredes lo suficientemente rápido, pero tiene que ir a alguna parte, y la única posibilidad que tiene es ir hacia abajo, al interior, a través de la chimenea central. Por la noche, como el exterior se enfría, el flujo de aire se invierte, lo que saca el aire a través de la parte central del montículo ".

El resultado, es que mientras que las concentraciones de dióxido de carbono durante el día pueden alcanzar hasta un 4 o 5% en el centro del montículo, el flujo de aire durante la noche tira de este gas hacia las paredes exteriores, donde puede escapar al exterior por difusión a través de las mismas.

"Pero lo extraordinario es cómo las termitas están utilizando los gradientes de temperatura. La temperatura fuera del montículo es oscilante, y ellas han desarrollado un método para aprovechar esto para ventilar sus montículos." Dijo Mahadevan.

Aparte de revelar cómo funcionan los montículos de los termiteros, este estudio también ofrece lecciones que pueden ser de utilidad para los arquitectos.

Estructura interior de un termitero

"Podríamos dirigir flujos de aire a gran escala a través de un edificio abriendo y cerrando hábilmente puertas y ventanas?", Preguntó Mahadevan. "En lugar de gastar una gran cantidad de energía en ventiladores y aires acondicionados en todas las habitaciones, con el resultado final de que unas personas tienen demasiado calor y otras demasiado frío, tal vez deberíamos pensar en todo como un único sistema, y estas nuevas mediciones sugieren que si la arquitectura es la adecuada, la ventilación se puede producir mediante el uso de gradientes ambientales... Algo en lo que debemos pensar".

Publicado en ANECPLA, el 7 de octubre 2015  http://www.anecpla.com/blog-anecpla-353#.VikmtfmsVz4

Las ilustraciones las he conseguido del texto en inglés publicado en:

http://www.zmescience.com/science/termites-ventilation-8377231/

Las restantes imágnes las he obtenido en una búsqueda en Google Imágenes por "Termitero chimenea". Agradezco a los autores de las mismas por compartirlas en la red.