A3 Aumento de Drag

Tópico

La superficie del cuerpo del pez es la protagonista de este modelo, porque es ahí donde actúan las dos causas más comunes del aumento de arrastre en peces silvestres: la carga biológica externa que se adhiere al cuerpo y el daño en las escamas que lo recubren. Los parásitos ectoparásitos y las escamas dañadas o perdidas alteran, cada uno por su lado, la hidrodinámica de la capa límite que rodea al pez, y ambos terminan incrementando el mismo resultado físico: el arrastre de fricción y el arrastre de presión que el pez debe vencer al nadar.

Entre los parásitos ectoparásitos que se adhieren a la superficie del cuerpo se cuentan isópodos como Gnathia, copépodos como Lepeophtheirus y trematodos, además de otros organismos similares. Al fijarse sobre el cuerpo, estos parásitos alteran directamente la hidrodinámica de la capa límite e incrementan de forma marcada tanto el arrastre de fricción como el arrastre de presión. Cuando el parásito adherido es voluminoso —los isópodos, por ejemplo, pueden alcanzar hasta dos centímetros— añade además un arrastre de presión local adicional, que crece en proporción al área frontal de ese parásito y al cuadrado de la velocidad con que nada el pez: un parásito más grande, o una velocidad de nado más alta, elevan ambos ese arrastre de presión local adicional.

Las escamas dañadas o perdidas actúan sobre la superficie del cuerpo por una vía distinta a la de los parásitos. Cuando una escama se pierde o se daña, el cuerpo del pez deja de contar con la microestructura superficial que esa escama aportaba para reducir el arrastre —el efecto de las estrías finas de las escamas ctenioides— y en su lugar queda expuesta una rugosidad de altura comparable a la de un grano de arena, que provoca que el flujo de agua alrededor del cuerpo pase a un régimen turbulento antes de lo que ocurriría sobre una superficie sana. El efecto de esa rugosidad sobre el arrastre puede resumirse en un número adimensional que combina la altura de la rugosidad con la velocidad de fricción del flujo y con la viscosidad del agua: mientras ese número se mantiene bajo, el arrastre de fricción todavía depende del régimen general de flujo, pero en cuanto ese número supera un valor cercano a setenta, la superficie se vuelve hidráulicamente rugosa y el arrastre de fricción deja de depender del régimen de flujo, quedando determinado únicamente por la razón entre la altura de la rugosidad y la longitud del cuerpo del pez.

El arrastre adicional que generan tanto los parásitos como las escamas dañadas tiene un costo biológico concreto, que puede estimarse a través de la capacidad del pez para escapar de un depredador. La velocidad de escape máxima del pez cae en proporción directa al exceso de arrastre que arrastra consigo, y el radio de escape seguro —la distancia a la que el pez todavía logra sacarle ventaja al depredador que lo persigue— se reduce de forma cuadrática cuando la velocidad relativa entre ambos disminuye: una pequeña caída en la velocidad relativa produce una caída mucho mayor en ese radio de escape seguro.

La magnitud de este costo depende de cuánta carga parasitaria soporta el pez: en infecciones severas, con más de cien copépodos por pez, el costo de transporte puede aumentar entre un treinta y un ochenta por ciento, y la velocidad crítica de nado sostenida puede reducirse entre un veinte y un cuarenta por ciento. En términos generales, el impacto de este arrastre añadido escala con la relación entre el área frontal del parásito y el área frontal del propio pez, y con el cuadrado de la velocidad de nado, de modo que los parásitos más voluminosos y las velocidades de nado más altas son los que más penalizan al pez.

Así, la carga biológica externa y el daño en las escamas, aunque actúan sobre la superficie del cuerpo del pez por mecanismos distintos, convergen en el mismo desenlace: un pez que arrastra más de lo que debería, que gasta más energía para nadar a la misma velocidad, y que llegado el momento de escapar de un depredador dispone de menos margen de velocidad y de menos distancia de seguridad que un individuo sin esa carga biológica externa.

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