La geometría de un dinosaurio argentino

Investigadores de la Universidad Nacional del Litoral (UNL) aportaron sus conocimientos sobre cálculo para conocer de qué manera comía y peleaba el Carnotaurus sastrei, un dinosaurio con cuernos y carnívoro que vivió en la Patagonia hace millones de años.

Se trata de un aporte que el Centro de Investigación de Métodos Computacionales (Cimec), que funciona en la Facultad de Ingeniería y Ciencias Hídricas (FICH) de la UNL, realizó en coparticipación con el Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales (Intema), de Mar del Plata convocados por el Centro Nacional Patagónico (Cenpat). En Cimec se realizaron desarrollos geométricos y en Intema los cálculos correspondientes.

Néstor Calvo, que encabezó el trabajo de geometría, explicó que fue el punto de partida de una serie de desarrollos diferentes a los que realizan habitualmente, que tiene más que ver con la dinámica de los fluidos, aerodinámica, generadores eólicos, escurrimientos de aguas superficiales o problemas complejos de vibraciones, por ejemplo.

“En nuestro grupo realizamos cálculos por elementos finitos, que consiste en tomar estructuras, sin importar lo complicadas que puedan ser, dividirlas en pequeños elementos y realizar el cálculo mediante herramientas informáticas. Fue por ello, que desde el Cenpat nos llamaron para estudiar la estructura mandibular y craneana del Carnotaurus sastrei. Querían conocer el comportamiento del animal a partir de su estructura ósea. De esa manera, podían deducir de qué se alimentaba o cómo peleaba”, manifestó.

Toro carnívoro

El Carnotaurus sastrei pesaba unos 1500 kilos y vivió hace unos 65 millones de años en lo que hoy es la Patagonia. Era un dinosaurio carnívoro del período Cretácico, cuyo nombre (Carnotauro o toro carnívoro) hace referencia a sus robustos cuernos, una característica única, y a su dieta carnívora, mientras que “sastrei” se refiere a Ángel Sastre, el dueño del campo donde la especie fue encontrada, en el Departamento de Telsen, provincia de Chubut.

De acuerdo con el trabajo del Cenpat, el esqueleto del Carnotaurus es, hasta el momento, el material más completo y mejor conservado de un dinosaurio carnívoro del antiguo supercontinente Gondwana, una cualidad que ha permitido a los paleontólogos restaurar su morfología con un alto nivel de precisión.

En este sentido, Calvo contó que la idea era entender la mecánica craneal del Carnotauro, para lo cual fue preciso conocer las propiedades de los materiales del cráneo, su tamaño y forma, además de la relación mecánica con otras partes del cuerpo. La información sobre las fuerzas que podía soportar era el resultado esencial. Sin embargo, no era una tarea fácil, por lo cual la investigación se concentró en estudios deductivos que asumían una relación cercana entre forma y función, o estudios inductivos que buscaban testear esta relación.

Poliedros bonitos

Calvo apuntó que utilizaron algunos programas usados por médicos para hacer recortes de tomografías tomadas al cráneo del animal prehistórico. “Luego transformamos esos elementos en la geometría necesaria para realizar los cálculos y de esa manera tener una resolución más fina. Hacía falta tener tantos datos como fuera posible para llegar a una buena precisión, pero a la vez tan pocos como haga falta para ser procesados en un clúster de computadoras. También precisábamos calidad para que no salieran mal los cálculos”, recordó.

El investigador explicó que se trata de un trabajo basado en la geometría de elementos finitos, a diferencia de elementos infinitesimales, ya que se calcula con ‘pedacitos’ del objeto analizado. Esos fragmentos deben ser “poliedros bonitos”, con la cualidad de no ser muy deformados ni aplastados y del tamaño adecuado.

Las imágenes logradas con el tomógrafo se convirtieron a un mapa de bitsformateado y editado manualmente para reconstruir las partes faltantes de la estructura y corregir pequeñas distorsiones que había en la geometría como consecuencia de las cargas altamente comprimidas involucradas durante el proceso de fosilización.

Resultados

Pero lo importante del trabajo del Cimec son los resultados que se pudieron conseguir. Según publicó la revista Expressions IACM, la tarea sirvió para demostrar que la musculatura de la mandíbula del Carnotauro desempeñó una función clave para moderar el estrés en el cráneo al morder. Además, la fuerza de su mordedura sin complicaciones sugiere que, tal como sucede en los cocodrilos modernos, el dinosaurio poseía una gran velocidad de cierre de mandíbula para capturar sus presas.

A la vez, los estudios sugirieron que el cráneo del Carnotaurus podría haber resistido impactos de alta velocidad en sus dientes resultantes de una hipotética mordida en tipo “hacha”, pero no podría haber soportado choques frontales severos y rápidos durante enfrentamientos mortales.

(UNL/DICYT)