La fluidodinámica de cómo bebe agua un gato o un felino

Un gato bebe agua a lametazos pegando “bocados” al agua. Bebentocando el agua con la punta de la lenguaproduciendo una columna de líquido que crece por inercia y luego “muerden” reteniendo cierta cantidad de agua en su boca y cayendo el resto del líquido. El secreto de esta forma de beber es un equilibrio entre dos fuerzas: la gravedad y la inercia del fluido. Roman Stocker (MIT, EE.UU.) y sus colegas han desarrollado un modelo matemático fluidodinámico que han validado gracias a vídeos de alta velocidad de su propio gato y de un modelo mecánico de la formación de la columna líquida. El modelo predice la frecuencia de los “lametazos” de un felino en función de su masa corporal. Analizando vídeos de felinos salvajes (guepardos, leones, trigres, etc.) han verificado que las predicciones de su modelo son correctas. El artículo técnico es Pedro M. Reis, Sunghwan Jung, Jeffrey M. Aristoff, Roman Stocker, “How Cats Lap: Water Uptake by Felis catus,” Science, Published Online November 11, 2010 [copia .mit.edu gratis del artículo]. La noticia ha aparecido en muchos medios, pero ha sido meneada la de Vanesa Rodríguez, “La sofisticada forma de beber de los gatos: usan la gravedad y la inercia,” RTVE.es, 11 nov. 2010; también recomiendo Pedro Reis, “El secreto de la lengua de los gatos. Un gato utiliza la inercia y la gravedad para beber,” El Mundo, 11 nov. 2010. En inglés recomiendo la noticia en el MIT, que incluye fotografías de los gatos utilizados en el estudio así como los vídeos que acompañan la información suplementaria del artículo: en concreto Denise Brehm, “Cats show perfect balance even in their lapping,” MIT News, 11 nov. 2010. La siguiente imagen es de Ed Yong, “How the cat that got the cream then drank it,” Discover Magazine, 11 nov. 2010. 

La dinámica de la columna de líquido puede ser estudiada despreciando las fuerzas viscosas y capilares ya que los números de Reynolds y Bond son grandes (Re > 103 y Bo > 1). La ruptura (pinzamiento) de la columna líquida es debida a la fuerza de la gravedad, en lugar de a la tensión superficial del líquido. Los autores han desarrollado un equipo experimental, un disco que levanta una columna de líquido de forma periódica (ver el vídeo) para verificar estas hipótesis y su modelo matemático basado en leyes de escala. También han filmado a gatos (como el del vídeo) con una cámara de alta velocidad para determinar la frecuencia de “lamido” y el volumen de líquido ingerido. La frecuencia con la que los gatos “lamen” el líquido según los vídeos es de f = 3.5 ± 0.4 Hz, bebiendo alrededor de 0’1 mililitros de líquido cada vez. . Esta frecuencia depende de la masa corporal del felino, cuando más grande es el felino, más lento “lame.” Han verificado esta ley empírica estudiando vídeos de felinos salvajes: león (Panthera leo), tigre (Panthera tigris), jaguar (Panthera onca), ocelote (Leopardus pardalis), guepardo (Acinonyx jubatus), lince (Lynx rufus), y el leopardo (Panthera pardus).

Los perros beben de una forma diferente a los gatos, beben a “cucharadas,” ya que ponen la lengua en forma de cuchara, con una concavidad en la que toman un poco de agua que llevan hasta su boca. El vídeo ilustra la diferencia.