Las larvas de la mosca soldado negra devoran los desechos de alimentos y otras materias orgánicas y están compuestas por un 60% de proteína, lo que las convierte en una fuente de alimento sostenible y atractiva en la agricultura. Pero cada vez más, las larvas de la mosca soldado negra mueren antes de llegar a las instalaciones ganaderas como alimento para animales.
Los investigadores de Georgia Tech, reconociendo que el culpable es el calor colectivo generado cuando los gusanos comen en condiciones de hacinamiento, han descubierto que entregar la cantidad correcta de flujo de aire podría ayudar a resolver el problema del sobrecalentamiento. Sus hallazgos se publicaron este mes en Fronteras en física como parte de un número especial sobre la "Física de las interacciones sociales".
"Las larvas de la mosca soldado negra se utilizan ampliamente en una industria emergente de reciclaje de alimentos. La idea es alimentar a las larvas con desechos de alimentos y luego convertirlas en alimento para pollos", explicó el primer autor Hungtang Ko, estudiante de doctorado enla Escuela de Ingeniería Mecánica George W. Woodruff. "Estas larvas son un gran candidato para este proceso porque comen casi todo".
Cada año, los seres humanos desperdician más de mil millones de toneladas de alimentos, o un tercio de toda la producción de alimentos, y muchos países se están quedando sin opciones para eliminar estos desechos.
Las larvas prosperan dentro y alrededor de las pilas de compost, donde sus larvas ayudan a descomponer el material orgánico, desde productos podridos hasta restos de animales y estiércol. Las larvas de la mosca soldado negra comúnmente crecen hasta aproximadamente 1000 veces su tamaño, señaló David Hu, profesor de la Escuelade Ingeniería Mecánica.
"Es como pasar del tamaño de una persona al tamaño de un camión grande", dijo sobre el crecimiento de las larvas desde huevos hasta adultos.
Hu ha aparecido en Viernes de ciencia que muestra gráficamente el apetito voraz de las larvas de la mosca soldado negra, que pueden comer el doble de su masa corporal en alimentos por día. Pero cuando estos gusanos se alimentan en contenedores apretados, generan calor metabólico que colectivamente puede volverse letal para ellos.
El flujo de aire importa
Ko y Hu colaboraron con Daniel Goldman, Dunn Family Professor en la Facultad de Física, para configurar los experimentos. Goldman usa lechos fluidizados, ampliamente utilizados en aplicaciones industriales como el refinado de petróleo, para controlar las propiedades de los medios granulares en animales y robots.estudios de locomoción.Los lechos fluidizados operan forzando un flujo vertical de fluido a través de una colección de material particulado; por encima de un cierto caudal, los granos pasan de una pila sólida a una disposición similar a un fluido, donde chocan y se empujan.
Los investigadores colocaron las larvas en un recipiente sometido a un flujo de aire regular a una temperatura constante. Luego conectaron un soplador de hojas para suministrar flujo de aire a la cámara, aumentando y disminuyendo manualmente la velocidad del aire en pruebas de cinco minutos.
Debido a la actividad constante de las larvas, el comportamiento de los colectivos bajo la fluidización del aire difiere de lo que se observa en los lechos fluidizados tradicionales: las larvas no se atascaban cuando el flujo de aire era bajo. En cambio, se comportan como un fluido que se adapta y ajusta a las condiciones externasefectivo.
"Un aspecto interesante de este trabajo es que investiga un régimen de 'materia activa', que ha recibido menos atención de los físicos: en lugar de enjambres tridimensionales compuestos por aves e insectos voladores que no chocan y muy separados, nuestro 'enjambre'existe en otro régimen, donde los animales se apiñan muy juntos ", dijo Goldman.
En un segundo experimento, el equipo usó imágenes de rayos X y una velocidad constante del aire para ver qué tan rápido comen las larvas. Específicamente, Ko midió la velocidad y la presión promedio de las larvas, así como la cantidad de comida que comían a distintas velocidades del flujo de aire..
"A medida que continúe aumentando el flujo, llegará a un punto en el que todas las larvas vuelan [por el aire]. El flujo de aire es demasiado rápido y no comerán bien", dijo.
La velocidad óptima del aire asegurará que las larvas se enfríen adecuadamente y aún puedan alimentarse de manera efectiva ". Probar la velocidad de flujo óptima será un buen paso siguiente. Además, desde una perspectiva de ingeniería, debemos considerar otras formas en que podemos enfriar las larvashacia abajo, incluido el uso de transferencia de calor ", agregó.
Los resultados indicaron que a medida que las larvas se agitan por los flujos rápidos, es más probable que los insectos estén suspendidos en el aire sin entrar en contacto con la comida, lo que sugiere que una tasa de flujo moderada sería óptima para alimentar grupos densos de larvas.
Los investigadores también esperan que este trabajo permita que las larvas de la mosca soldado negra estén más fácilmente disponibles como recicladores de desperdicios de alimentos, que totalizan 1.300 millones de toneladas por año, según la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación. Pero igual de importante esel potencial de estos insectos ricos en proteínas para reducir los efectos del carbono de la alimentación de los animales. La producción mundial de alimentos contribuye con más de 17 mil millones de toneladas métricas de emisiones de gases de efecto invernadero antropogénicas cada año, según un estudio publicado en septiembre en comida natural . Los alimentos de origen animal producen más del doble de las emisiones de los alimentos de origen vegetal, halló el estudio.
"No existe una fuente de proteína sostenible para los animales que comemos", señaló Ko. "Las larvas de la mosca soldado negra podrían desempeñar un papel en la reducción del impacto ambiental de la alimentación de estos animales".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de Georgia . Nota: el contenido puede editarse por estilo y longitud.
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