Los antiguos chinos practicaban copromancia, el diagnóstico de salud basado en la forma, tamaño y textura de las heces. Lo mismo hicieron los egipcios, los griegos y casi todas las culturas antiguas. Incluso hoy en día, su médico puede preguntar cuándo fue la última vez que tuvo una evacuación intestinal y describirla con exquisito detalle.
Claro, es incómodo hablar de ello. Pero ahí es donde entra la ciencia, porque lo que no nos gusta discutir aún puede causar daño. Síndrome del intestino irritable, Enfermedad inflamatoria intestinal, infecciones gastrointestinales y otras dolencias relacionadas con la caca cuestan a los estadounidenses miles de millones de dólares anuales.
Pero tratar de detener estos problemas no fue nuestra principal motivación para tratar de resolver algo de la física de la defecación. Era algo más, mucho más siniestro.
Este artículo fue publicado originalmente en La conversación. Leer el artículo original por Dr. David Hu, Profesor Asociado de Ingeniería Mecánica y Biología, Profesor Asociado Adjunto de Física, Instituto de Tecnología de Georgia, y
Patricia Yang, Doctor. Estudiante de Ingeniería Mecánica, Instituto de Tecnología de Georgia
De la observación personal al laboratorio
Cuando la paternidad golpea, golpea duro. Uno de nosotros es un padre trabajador que sobrevivió aprendiendo un nuevo conjunto de habilidades, una de las cuales fue el análisis fecal. Años de cambios de pañales y luego de aprender a ir al baño me convirtieron de un novato en el análisis de caca a un entendido arrugado. Mi vida transcurre en una serie de imágenes: heces duras granuladas como guisantes a heces largas como una suave serpiente a un charco de agua marrón.
A diferencia de los antiguos, no creíamos que pudiéramos predecir el futuro a partir de las heces de los niños. Pero pensamos que valía la pena intentar comprender de dónde vienen todas estas formas. Tener un laboratorio responder preguntas sobre el mundo cotidiano es uno de los placeres distintivos de ser científico.
Como dinámicos de fluidos, unimos fuerzas con el cirujano colorrectal Daniel Chu, y dos incondicionales estudiantes, Candice Kaminski y Morgan LaMarca, quienes filmaron la defecación y recolectaron heces de 34 especies de mamíferos en Zoológico de Atlanta para medir su densidad y viscosidad.
Aprendimos que la mayoría de los elefantes y otros herbívoros crean "flotadores" mientras que la mayoría de los tigres y otros carnívoros crean "plomada." Sin darnos cuenta, también clasificamos las heces de mayor a menor olor, comenzando con tigre y rinoceronte y yendo hasta el final al panda. La variedad de animales del zoológico nos proporcionó una variedad de tamaños y formas fecales que sirvieron como pruebas independientes para validar nuestro modelo matemático de la duración de la defecación.
También colocamos las heces en un dispositivo llamado “reómetro”, una licuadora de precisión que puede medir las propiedades de materiales similares a líquidos y sólidos como el chocolate y el champú. Nuestro laboratorio comparte dos reómetros con el físico de Georgia Tech Alberto Fernández-Nieves. Desde entonces, hemos categorizado los reómetros como el "reómetro limpio" y el "reómetro de David Hu", que ha tenido una buena cantidad de saliva de rana, moco y heces.
El secreto de la velocidad
¿Qué más aprendimos? Los animales más grandes tienen heces más largas. Y los animales más grandes también defecan a mayor velocidad. Por ejemplo, un elefante defeca a una velocidad de seis centímetros por segundo, casi seis veces más rápido que un perro. La velocidad de defecación de los humanos es de dos centímetros por segundo.
