La matematica della pelle dello squalo

On July 10, 2015

Luglio è il mese degli squali ad Emory (Atlanta,USA). Celebriamo queste creature che da 450 milioni di anni nuotano negli oceani e che hanno evoluto delle caratteristiche straordinarie.

di Carol Clark

 

Alessandro Veneziani, matematico all'Università di Emory, racconta che gli squali sono animali perfettamente evoluti e che “dal loro studio possiamo imparare molto”. Come esperto di fluidodinamica, Veneziani è particolarmente interessato alla pelle degli squali, che - al contrario di come ci si aspetterebbe - non è liscia ma irregolare e ruvida. “È paradossale!” - commenta il professore - “Uno si aspetta che la pelle liscia renda lo squalo veloce in acqua ma non è vero e ci sono delle ragioni matematiche.”

Infatti, come spiega, su una eventuale pelle liscia si formerebbero dei vortici che renderebbero più lento uno squalo, ma la particolare struttura delle sue squame è in grado di spezzare questi vortici e ridurre l'attrito viscoso, un fenomeno conosciuto coma “riblet effect”. Usando le equazioni differenziali, i matematici hanno studiato questo effetto e oggi siamo in grado di applicarlo in diversi settori dell'industria. Un esempio sono gli aerei, che vengono rifiniti con una particolare copertura in grado di riprodurre l'effetto riblet aumentandone le prestazioni.

Veneziani, in passato, ha lavorato a un progetto commissionato da una compagnia europea di nuoto. Usando la matematica della pelle dello squalo, è stato possibile progettare un super-costume da bagno che ha aumentato le performance dei nuotatori. Infatti, come dimostrato dai test, l'attrito dell'acqua (viscosità) sui costumi era notevolmente ridotto. Questi costumi high-tech, però, sono stati vietati dalle Olimpiadi del 2008. È evidente, come commenta Alessandro, che “alle Olimpiadi non è permesso nuotare come squali!”. Tuttavia, il tempo impiegato a studiare la matematica della pelle di squalo non è stato inutile. Ora, infatti, Alessandro usa principi matematici simili per studiare come il sangue scorre attraverso le arterie di un uomo. Il suo laboratorio produce simulazioni numeriche che aiutano i medici a decidere la strategia migliore per un paziente affetto da  malattia cardiovascolare.

“Una delle cose più grandi della matematica è che tu puoi fare tesoro di quanto hai studiato in un settore, per esempio la pelle di squalo, e successivamente la puoi applicare in un contesto totalmente diverso, come l'emodinamica.” - conclude il professor Veneziani - “La matematica è il linguaggio comune della natura”.

(Fonte: http://esciencecommons.blogspot.it/2015/07/the-math-of-shark-skin.html
traduzione a cura di Domenico Brunetto)

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