¿Cómo se levantan los peces y se hunden en el agua?

Los peces son un poco como los pájaros o los insectos voladores: tienen mecanismos incorporados que les permiten moverse hacia arriba y hacia abajo y de lado a lado en su entorno. Pero los métodos que permiten a los peces hacer esto están más cerca de los principios detrás de las máquinas voladoras hechas por el hombre que de los métodos naturales de vuelo. La mayoría de los peces se elevan y se hunden en el agua de la misma manera que un globo lleno de helio o un globo de aire caliente se elevan y se hunde en el aire.

Para ver cómo funciona esto, necesita comprender las diversas fuerzas que trabajan en el aire y bajo el agua. Si bien estos entornos nos parecen muy diferentes, el agua y el aire son en realidad muy similares. Ambos son fluidos, sustancias con masa pero sin forma. En la Tierra, un objeto inmerso en un fluido (como un pez o una persona) experimenta dos fuerzas principales:

  • El tirón hacia abajo de la gravedad.
  • El empuje hacia arriba de la flotabilidad.

La flotabilidad es causada por una diferencia en la presión del fluido a diferentes niveles en el fluido. Las partículas en los niveles más bajos son empujadas hacia abajo por el peso de todas las partículas sobre ellas. Las partículas en los niveles superiores tienen menos peso sobre ellas. En consecuencia, siempre hay una mayor presión debajo de un objeto que sobre él, por lo que el fluido constantemente empuja el objeto hacia arriba. (Para obtener más información sobre la fuerza de la flotabilidad, lea Cómo funcionan los globos aerostáticos).

La fuerza de flotación en un objeto es igual al peso del fluido desplazado por ese objeto. Por ejemplo, si sumerge una jarra de leche vacía de un galón en una bañera, desplaza un galón de agua. El agua en la bañera empuja hacia arriba la jarra con un poco más de 8 libras de fuerza, el peso de un galón de agua. Un objeto con mayor volumen se empuja hacia arriba con mayor fuerza porque desplaza más fluido. Por supuesto, si el objeto es más denso (y, por lo tanto, más pesado) que el agua, no importa cuánta agua desplace, todavía se hundirá.

Para ascender, un pez debe reducir su densidad general al aumentar su volumen sin aumentar significativamente su masa. La mayoría de los peces hacen esto con algo llamado vejiga natatoria. Una vejiga natatoria es solo un saco expansible, como un pulmón humano. Para reducir su densidad general, un pez llena la vejiga con el oxígeno recolectado del agua circundante a través de las branquias. Cuando la vejiga se llena con este gas de oxígeno, el pescado tiene un mayor volumen, pero su peso no aumenta mucho. Cuando la vejiga se expande, desplaza más agua y experimenta una mayor fuerza de flotación. Cuando la vejiga está completamente inflada, el pez tiene el máximo volumen y es empujado a la superficie. Cuando la vejiga está completamente desinflada, el pez tiene un volumen mínimo y se hunde en el fondo del océano. Para mantenerse en un nivel particular, un pez llena su vejiga hasta el punto en que desplaza un volumen de agua que pesa lo que pesa el pez. En este caso, las fuerzas de flotabilidad y gravedad se anulan entre sí, y los peces se mantienen en ese nivel.

La mayoría de los peces se levantan y se hunden con este método, pero no todos lo hacen. Algunas especies no necesitan una vejiga natatoria porque pasan toda su vida recorriendo el fondo del océano. Otros peces, como las rayas y los tiburones, ascienden y descienden impulsándose hacia adelante. Al igual que en un avión, el movimiento de fluido debajo de las aletas crea sustentación, lo que empuja al pez hacia arriba. 

 

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