Estudio de la relación entre tipo estructural y función biológica en la tela de araña orbicular

Resumen

La tela de araña orbicular es una estructura ligera, capaz de detener presas aéreas cuyas masas son muy superiores a la de ésta. Además, la tela es renovada constantemente por la araña en ciclos que duran habitualmente un día, lo que permite que este animal adapte las características geométricas y resistentes a las condiciones externas cambiantes con objeto de mejorar la funcionalidad de la tela y, por tanto, favorecer su propia supervivencia. En la presente tesis se estudian las relaciones existentes entre tipo estructural y función biológica en la tela de araña orbicular, empleando una aproximación metodológica fundamentada en la Mecánica de Sólidos. Para ello se han desarrollado modelos numéricos y analíticos, y se han utilizado así mismo los resultados experimentales recabados por el autor de la tesis durante su estancia predoctoral en el Oxford Silk Group. Durante el desarrollo de los modelos se ha prestado especial atención a la consideración de los efectos más relevantes presentes en el comportamiento dinámico de las telas de araña: geometría, comportamiento mecánico de la seda, fuerza aerodinámica, o pretensión en los hilos de seda. Así mismo, se han modelado las solicitaciones de mayor relevancia a las que se ve sometida la tela de araña: impacto y viento, que desafían su resistencia estructural, y vibraciones, utilizadas por la araña como sistema de ecolocalización. El uso de modelos ha permitido realizar estudios paramétricos, que han contribuido a clarificar el papel que aspectos tales como las fuerzas aerodinámicas, la presencia de hilos en zonas específicas, la pretensión o las propiedades del hilo de seda, juegan en el comportamiento de la tela de araña como estructura y, por tanto, en el desempeño de su función biológica. Los resultados de la tesis presentan valor tanto en el ámbito de la biología, dado que aportan nuevas claves sobre el comportamiento mecánico y la evolución de las telas orbiculares, como en el ámbito de la ingeniería, en tanto que permiten aprovechar su evolución experimentada a lo largo de cientos de millones de años para el diseño de nuevas estructuras bio-inspiradas.