DESAFÍOS DE LA

INGENIERÍA Entrega Final Investigación Ser Vivo

Antonio Anuch Hott

Ser vivo escogido: Guepardo Acinonyx Jubatus, también conocido como

Chita

Reino: Animalia

Filo: Chordata

Clase: Mammalia

Orden: Carnívoro

Familia: Felinos

Género: Acinonyx

Introducción

El guepardo o chita es el único miembro de la familia Acinonyx de los felinos. Es un carnívoro de

gran dimensión, que a simple vista puede confundirse con un leopardo por los colores y las manchas

de la piel, sin embargo, aunque está emparentado a otros felinos, el Guepardo es una especie propia.

Estos animales poseen manchas únicas en sus cuerpos, al igual que las huellas dactilares de una

persona. El guepardo se diferencia de otros felinos en muchos aspectos. Esta especie sacrifica la fuerza

característica de los grandes felinos por una impactante agilidad y velocidad, convirtiéndose así en el

cazador terrestre más rápido de la tierra; su carrera puede llegar a unos 115 km/h (pero debe

descansar aproximadamente 10 minutos después de cada carrera). Viven aproximadamente entre 10 y

12 años.

Ilustración 1: http://4.bp.blogspot.com/-znd-

Ilustración 2: http://blogs.elcorreo.com/el-navegante/files /2012/12/dd.jpg

Hábitat

El guepardo habita en África, Asia y en algunas áreas de Irán. Por lo general se encuentran en zonas

donde puedan camuflarse, es decir, en lugares donde exista hierba alta. El guepardo prefiere vivir en

llanuras sin grandes desniveles, para así poder utilizar su gran velocidad.

Descripción

Este felino logra una de longitud de cabeza a cola aproximada de 1.2 a 1.5 metros. La cola mide de 60

a 84 cm. El peso de los adultos es de 28 a 65 Kilogramos (60 a 140 libras) y su altura a la cruz es de 74 a

90 cm. En proporción al resto del cuerpo, el Guepardo tiene las patas más largas que cualquier otro

felino. Su cabeza es pequeña y su nariz grande, su cuerpo es delgado y estilizado. Es el único felino que

no tiene uñas retráctiles, pues sus patas se asemejan más a la de los canido (perros, zorros y lobos).

Esta particularidad los ayuda a mantener un mejor agarre a altas velocidades y a disminuir el ruido a la

hora de acechar a una presa.

Alimentación

Suelen cazar gacelas e impalas, aunque también atrapan crías de otros mamíferos de mayor tamaño,

como por ejemplo crías de ñus y cebras. Por lo general tienden a preferir a presas pequeñas, de menos

de 40 kg. Regularmente sus persecuciones duran menos de un minuto y en tramos de no más de 500

metros, ya que estas le suponen un enorme gasto de energía.

Amenazas Naturales

El Guepardo es una común presa de los felinos más grandes como el León y el Leopardo, pero sin

duda su mayor depredador es el hombre a través de la caza furtiva. Las hienas presentan un peligro

para sus crías. Los fuegos naturales causan grandes bajas en los cachorros también.

“El guepardo no puede rugir, a

diferencia de otros felinos del género

Panthera, sin embargo, emite un

sonido que puede confundirse con el

graznido de un pájaro.”

Ilustración 3: http://static.betazeta.com/www.veoverde.com/wp-content/uploads/2012/06/rk44fkcfjl3c7jcpj9c3-660x350.jpg

En la primera entrega del trabajo de investigación sobre el guepardo presente tres

características de este, las cuales volveré a nombrar:

El guepardo es el animal terrestre más veloz del mundo; corre a una velocidad máxima de entre

95 y 115 km/h (puede alcanzar los 95 km/h en tan sólo 3 segundos). Su aceleración es similar a

la de un Lamborghini o un Ferrari. Este gran felino es sumamente ágil cuando se mueve a gran

velocidad y es capaz de hacer giros rápidos e inesperados persiguiendo a su presa.

En la parte de los lagrimales los guepardos poseen dos manchas negras, las cuales les sirven

para “bloquear” la luz del sol. Estas manchas también cumplen una segunda función y es hacer

que el guepardo parezca más agresivo, ya que por ser un animal velocista no tiene

características de luchador, razón por la cual el guepardo evita los pleitos con otros animales

más fuertes como leones o leopardos.

Su cola puede llegar a medir la mitad de la longitud de su cuerpo. lo estabiliza como el alerón

trasero de un auto a altas velocidades. Además posee un cuello retráctil, que le permite

mantener la estabilidad visual a altas velocidades.

Ilustración 4: http://www.bankoboev.ru/images/MzI3MjUx/Bankoboev.Ru_gepard_v_pryzhke_na_peske.jpg

Análisis de las tres características:

1- Velocidad y Aceleración:

Más que la velocidad máxima que alcanza un guepardo en carrera, la clave del éxito de este

animal a la hora de cazar, es su capacidad de aceleración y desaceleración, y en su habilidad

para maniobrar a altas velocidades. El secreto de su explosiva aceleración está en su flexible

espina dorsal, la cual está rodeada por el 60 % de la musculatura del guepardo. La columna del

guepardo entrega la energía necesaria para encajar las piernas bajo su cuerpo (Actúa como un

resorte). La columna se expande y se contrae con tanta fuerza, que añade casi 75 cm extra a

cada zancada. Hay dos instantes durante la zancada en la que ninguna de las garras está en

contacto con el suelo; cuando las patas están totalmente extendidas, y cuando están

completamente contraídas bajo el cuerpo. Cada zancada del guepardo puede llegar a medir 8

metros. Más de la mitad de la masa corporal de un guepardo corresponde a músculos

locomotores, los cuales le entregan la capacidad de reducir su velocidad 15 km/h en una

zancada y recuperar 10 km/h en la zancada siguiente. Esta capacidad de frenado es muy

práctica para el animal, ya que a 100 km/h solo puede girar realizando curvas muy amplias

(aproximadamente de 50 metros de radio), pero si disminuye su velocidad a 20 km/h en un par

de zancadas, es capaz de realizar cambios bruscos de dirección (puede realizar curvas de

apenas 60 cm de radio).

“El guepardo tiene una capacidad de aceleración 4 veces superior a la de Usain Bolt”

La fuerza muscular desarrollada por un guepardo en plena aceleración alcanza los 100 watts

por kg de peso corporal, cifra cuatro veces superior a los 25 w/kg alcanzados por el deportista

jamaiquino. El guepardo posee un sistema circulatorio y respiratorio desarrollado para la

carrera. El corazón del guepardo, en proporción a su tamaño, es de mayor tamaño que

cualquier otro felino, esto le permite bombear la sangre con mucha fuerza hacia todo su

cuerpo. Además sus pulmones y fosas nasales son muy amplias para poder absorber en cada

inspiración más oxígeno. Las garras no retractiles como las de los demás felinos, le entregan

una adherencia a altas velocidades que les permite coger las curvas sin tener que frenar y

perder tiempo (actúan de manera similar a las zapatillas de clavos de los atletas).

2- Visión:

Las manchas en los ojos de los guepardos

(que van desde debajo de sus ojos, hasta la

comisura de su boca) permiten que estos

felinos logren ver con precisión independiente

de la intensidad de la luz solar. Estas manchas

absorben la luz evitando que esta refleje y nuble

su visión. Estas son de gran ayuda para estos

felinos, ya que a diferencia de la mayoría de los

depredadores de la sabana, los guepardos están

acostumbrados a cazar en las horas del

mediodía (Momento del día de mayor

intensidad luminosa). Esto se debe a que a esa

hora, animales de mayor envergadura o fuerza

(como la hiena, el babuino o incluso el león o

el leopardo) duermen y así evita que estos le

roben las presas que caza( El guepardo rara vez

pelea por su comida, ya que posee una

mandíbula débil y dientes cortos) . Este

mecanismo actúa de forma muy similar a como actúan las manchas de pintura que se colocan

los jugadores de rugby o de futbol cuando juegan partidos a medio día. Es importante destacar

el hecho de que un guepardo tiene una visión similar a la de una persona que está utilizando

binoculares (eso si con un Angulo de visión de aproximadamente 200 grados), razón por la cual

generalmente se encuentra encima de árboles observando posibles víctimas desde la distancia

(Los guepardos pueden ver con precisión a una distancia aproximada de 4 km).

Otra ventaja que le proporcionan estas manchas es que hacen que el guepardo tenga una

expresión más agresiva lo que hace que animales como las hienas se sientan intimidados (es

algo similar a lo que hacían los nativos de Estados unidos cuando se colocaban pintura en la

cara para atemorizar a los colonos).

3- La cola y el equilibrio

La cola del guepardo es tanto o más importante para su agilidad y equilibrio que sus

garras. Esta cola de aproximadamente 70 cm es muy musculosa y larga. Cuando el chita va a

altas velocidades esta actúa de forma similar a como funciona el timón de un barco. Cuando el

guepardo quiere girar hacia una dirección, mueve su cola en el sentido contrario, es decir, si va

a doblar hacia la derecha su cola se mueve hacia la izquierda.

Otra razón por la cual el guepardo logra mantener el equilibrio y la visión a altas

velocidades es su cuello, el cual está conectado a través de un ligamento elástico con la

columna. Esta característica le proporciona al guepardo estabilidad óptica, debido a que

independiente de la velocidad a la que vaya su cabeza y cuello se mantienen firmes y rectos.

Ilustración 5:http://cdn.20minutos.es/img/2005/02/04/17464.jpg

Contextos del ser humano en los cuales las características del ser vivo

anteriormente presentadas son pertinentes:

1) La forma en la que el guepardo logra su increíble velocidad y aceleración ha sido materia de

estudio y de investigación de diversos grupos de científicos e ingenieros, que buscan inspirarse e

imitar la fisionomía del guepardo, para así lograr beneficios para el hombre.

Diversos laboratorios están diseñando prototipos de robots y máquinas basados en la

biomímesis del guepardo, es decir, buscan capturar la anatomía y los movimientos del guepardo y

adaptarlos a una máquina. Robots como estos buscan ser usados en el futuro como parte de equipos

de búsqueda, rescate y exploración de áreas en las que los humanos tienen dificultades para acceder.

Un ejemplo de estos robots es el Cheetah-cub, proyecto desarrollado por el Laboratorio suizo

EPFL Biorobotics (Biorob). El objetivo de sus creadores era imitar fielmente la morfología de los

guepardos; Rápido, Ágil y liviano. El Cheetah-club es capaz de recorrer casi siete veces su longitud

por segundo. El punto fuerte del diseño está en sus piernas, las cuales imitan fielmente a las del

guepardo, es decir, duplican con fidelidad las proporciones y la forma en que estas se contraen y

extienden. Otras ventajas de este robot son su peso (tan solo un kilo) lo que lo hace fácilmente

transportable y la capacidad que tiene para

moverse sobre terrenos irregular. Una de

las limitaciones que han tenido los

científicos para poder lograr la velocidad del

guepardo, es lograr desarrollar una espina

dorsal flexible como la de estos animales.

Otro desafío que ha tenido el equipo de

científicos es lograr la eficiencia energética

de estos felinos, ya que los motores

eléctricos que utilizan consumen muchísima

energía, razón por la cual estos robots no

tienen la autonomía necesaria para realizar

largas operaciones en terreno.

Ilustración 6: http://www.tecnogeek.com/images/notas14/cheetah-cub-confc.jpg

Una empresa de robótica norteamericana llamada “Boston Dynamics”, financiada por la Agencia Estadounidense de Desarrollo de Proyectos Avanzados de Defensa (DARPA), desarrollo un novedoso diseño de robot guepardo llamado “Cheetah”. Este robot es capaz de correr a aproximadamente 29 km/h en una cinta transportadora. Lo interesante de este diseño es que logra imitar la espalda flexible del felino, razón por la cual logra una velocidad considerablemente superior a la del Cheetah-cub (Aunque claramente menor a los 120 kilómetros por hora de los guepardos de carne y hueso). La agencia busca que su robot sea capaz de asistir a los soldados en misiones terrestres y además desactivar bombas o explosivos.

Diversas empresas de automóviles o motocicletas están imitando la forma estilizada y alargada del guepardo a la hora de diseñar sus nuevos modelos. Esto debido a la alta estabilidad que logra el guepardo en sus giros debido a sus garras y principalmente a su larga cola que actúa como timón. Un ejemplo es el prototipo de moto Ducati Cheetah Diavel y la nueva línea de Mazda, la cual busca imitar la expresión agresiva de los guepardos.

Ilustración 8” La parrilla del Mazda CX-5 fue diseñada siguiendo las líneas de la cara de un guepardo, según sus creadores.”

Ilustración 7:http://i1.ytimg.com/vi/wE3fmFTtP9g/maxresdefault.jpg

2) La forma en que los guepardos se protegen del sol es muy simple y fácil de aplicar en seres

humanos. Los guepardos logran ver bien independiente de la intensidad de la luz gracias a las

manchas negras que tienen alrededor de los ojos, las cuales como ya dije anteriormente absorben la

luz solar, evitando así que el reflejo de esta

obstaculice su visión. Bastaría con que nos

pintemos negro debajo de nuestros ojos para

poder ver mejor en los días de mucho sol. De

hecho los jugadores de rugby, fútbol y voleibol

playa así como los cazadores se pintan negro o

azul debajo de sus ojos para que la luz solar no

los moleste e interfiera en sus acciones.

3) La empresa Ossur Flex-Foot® que se encarga de producir prótesis de piernas para atletas con

discapacidades físicas, como las que utilizó el atleta Sud africano Óscar Pistorius en las olimpiadas de

Pekin 2008, basa sus diseños en las piernas traseras del guepardo (90% de los atletas con alguna

mutilación las utilizan). Las prótesis que están creadas a partir de fibra de carbono, buscan imitar el

efecto resorte de las pisadas del guepardo. Es tal el efecto que estas prótesis logran, que la

federación de atletismo estableció que estas prótesis le dan a los deportistas discapacitados una

ventaja injusta sobre los atletas que no

padecen ninguna discapacidad. De hecho

estudios científicos establecieron que estas

prótesis logran una capacidad de rebote de un

90%, versus a un 60% de una pierna, además

se logra un aumento de la velocidad de entre

un 15% y 20%. Un dato interesante es que las

zapatillas de clavo usada por los atletas actúan

del mismo modo que las garras no retráctiles

de los guepardos.

Ilustración 9:http://www.quo.es/var/quo/storage/images/ciencia/hombre/pistorius_y_otros_heroes/01protesis/617678-1-esl-ES/01protesis_ampliacion.jpg

4) Toda estructura motorizada manejada por un ser humano que se desplaza a

altas velocidades, requiere un punto estable que permita al conductor mantener una

visión clara del panorama al que se enfrenta. La mayoría de los medios de transporte

terrestres que se desplazan a más de 50 km/h poseen un sistema de amortiguación que

permite satisfacer este requerimiento. El sistema de estabilidad óptica del guepardo, es

decir, su cuello unido a través de ligamentos elásticos a su espina dorsal, actúa de forma

similar al sistema de amortiguación de un auto. Se podría estudiar la elasticidad y

funcionamiento de estos ligamentos, para hacer más simple y eficiente los mecanismos

de amortiguación de los vehículos.

Bibliografía:

http://almacosta.wordpress.com/2013/06/20/el-guepardo-cuatro-veces-mas-potente-que-usain-bolt/,

http://www.elmundo.es/elmundo/2012/03/06/ciencia/1331057187.html,

http://blogsdelagente.com/blogfiles/marce/guepardos.jpg,

http://www.botanical-online.com/animales/guepardo.htm,

http://resolviendolaincognita.blogspot.com/2012/09/los-guepardos-las-maquinas-de-correr-de.html

http://www.planetacurioso.com/2012/09/21/10-curiosidades-sobre-el-guepardo/

http://www.documentalesgratis.es/guepardo-yo-depredador/

http://www.guepardopedia.com/anatomia-guepardo/

http://www.netambulo.com/wp-content/uploads/2013/12/velocidad-hombre-vs-animales.jpg

http://cdn.20minutos.es/img/2005/02/04/17464.jpg

http://www.neoteo.com/wildcat-asi-se-mueve-el-guepardo-robotico-de-darpa/

http://tecnoloogiacomunicacionsociedad.edublogs.org/2013/10/02/cheetah-diavel-juan-jose-villegas-

m/

http://biorob.epfl.ch/cheetah