la seda de araña

Todos estamos familiarizados con la imagen de la araña que recorre la tela para atrapar a la presa que acaba de caer en la trampa. Sin embargo, nos suele pasar inadvertido que el éxito de este mecanismo de captura representa un auténtico prodigio de ingeniería que las arañas han perfeccionado durante millones de años de evolución.

Para entender las dificultades que debe superar la telaraña podemos pensar en las propiedades de los materiales que nos rodean en nuestra vida cotidiana. De un modo poco riguroso, podemos considerar que los materiales usuales se dividen en dos grandes familias. En primer lugar, disponemos de materiales que pueden soportar cargas elevadas antes de romperse, pero que se deforman sólo un pequeño porcentaje de su longitud inicial antes de alcanzar la rotura. Ejemplos de este grupo son los metales y los cerámicos. Por otro lado, existen materiales que no soportan cargas tan altas, pero que son capaces de aumentar su longitud incluso varias veces antes de romperse. La banda elástica es el ejemplo típico de este segundo grupo.

Teniendo en cuenta esta división cabe preguntarse a cuál de los grupos anteriores debe pertenecer un material que pueda frenar objetos en movimiento o, en otras palabras, qué características capacitan a un material para realizar esta función. Desde un punto de vista formal, frenar un objeto supone convertir la energía cinética del objeto (la energía cinética es la mitad del producto de la masa por el cuadrado de la velocidad) en otro tipo de energía. En el caso de la telaraña la energía cinética se emplea en deformar las fibras. Afortunadamente, la energía empleada en deformar un porcentaje pequeño una fibra se puede calcular fácilmente: simplemente es el producto de la fuerza aplicada sobre la fibra en ese instante multiplicada por la pequeña deformación que sufre.

Con esta definición se concluye que para frenar objetos es necesario disponer de materiales que resistan cargas elevadas y que rompan a grandes deformaciones. ¡Condiciones que no cumplen simultáneamente ninguno de los grupos de materiales comunes presentados anteriormente!. La solución a esta aparente paradoja la ha resuelto la araña produciendo hilos que combinan una elevada carga de rotura y unas grandes deformaciones a rotura. Precisamente esta combinación de propiedades que no se encuentra en los materiales utilizados habitualmente ha convertido al estudio del hilo de araña en objeto de una intensa investigación desde principios de los años 90.

estudiando los hilos de araña

Las singulares características del hilo de araña están impulsando toda una serie de estudios con el objetivo de comprender y explotar sus propiedades en la fabricación de nuevos materiales. Sin embargo, alcanzar este objetivo final va a requerir la superación de toda una serie de dificultades que aparecen en las más diversas facetas de la investigación. De hecho, otro beneficio del estudio de la seda de araña puede considerarse la necesidad de integrar conocimientos y experiencias de diferentes áreas constituyendo un auténtico campo de investigación multidisciplinar.


La principal contribución del Grupo de Materiales Biológicos y Biomateriales de la ETSI Caminos (UPM) al estudio de los hilo de araña ha sido la caracterización detallada de sus propiedades mecánicas. Dicha caracterización ha permitido el desarrollo de técnicas y procedimientos que permiten controlar de una manera completamente predecible las propiedades de los hilos. También ha sido posible la identificación de los mecanismos que la araña emplea durante el proceso de hilado y que le permiten adaptar las propiedades del hilo a sus necesidades inmediatas.


Dentro de las técnicas empleadas por nuestro grupo se encuentran los ensayos de tracción sobre fibras en ambientes controlados, la microscopia electrónica de barrido y la microscopia de fuerzas atómicas. Específicamente para el estudio de la seda y de su procesado se han desarrollado técnicas de hilado forzoso incluyendo variaciones que permiten, por ejemplo, trabajar con especímenes despiertos o anestesiados.

J. Pérez-Rigueiro, M. Elices, G.R. Plaza y G.V. Guinea
Departamento de Ciencia de Materiales, Universidad Politécnica de Madrid,
ETS de Ingenieros de Caminos, Ciudad Universitaria, 28040 Madrid, España.El secreto de la telaraña