Dolfijnen maken iets los bij mensen. Ze kijken pienter uit hun ogen en spelen graag. Sommige verhalen over hen zijn ietwat onwaarschijnlijk , maar de manier waarop ze zich aangepast hebben aan de zee is soms al even ongelooflijk. Dolfijnen zijn zoogdieren, in tegenstelling tot vissen. Er zijn 24 verschillende soorten dolfijnen en ze komen voor in alle wereldzeeën. Vaak leven ze in ondiepe zeegebieden, vandaar dat ze vanaf de kust soms te zien kunnen zijn. In dit artikel bespreken we de warmtewisselaar die iedere dolfijn in zijn vinnen heeft zitten. Je kunt elders op deze website lezen over hoe het komt dat dolfijnen zo diep kunnen duiken.
Figuur 1: Daar heb je Flipper.
Warmbloedige dieren kunnen actiever zijn dan koudbloedige. Warmbloedig zijn heeft alleen ook een groot nadeel. Deze dieren (zoals mensen) moeten namelijk hun lichaamstemperatuur zelf regelen. Om goed te kunnen functioneren, moet de lichaamstemperatuur van een dolfijn tussen de 35 en 37 graden Celsius blijven. Het lichaam van een dolfijn is daarom aangepast om op temperatuur te kunnen blijven in het koude zeewater. Door al hun lichaamsvet vlak onder de huid op te slaan hebben ze een goede laag isolatie. Hoe dikker deze laag, hoe minder warmte er verloren gaat, maar een te dikke huid maakt de dolfijn groter en daarmee langzamer.
De vinnen van dolfijnen hebben een groot oppervlak om veel water te verplaatsen, maar zijn tegelijkertijd dun om gemakkelijk door het water te kunnen snijden. Deze vorm is ideaal tijdens het zwemmen, maar veroorzaakt maximaal warmteverlies. Het koude water is namelijk maar een kleine afstand verwijderd van de warme inhoud van de platte vin. Het warme bloed dat de vin in stroomt, wordt dus behoorlijk afgekoeld en gaat koud terug naar het lichaam. Om temperatuurverlies te verminderen zit in een dolfijnenvin een systeem dat pas tijdens de industriële revolutie door mensen bedacht is: een warmtewisselaar.
Warmtewisselaar
Figuur 2: Doorsnede van de vin van een dolfijn
De aders waardoor het bloed van het lichaam naar de vin stroomt zitten om de aders die terug de vin uit komen heen gedraaid. Het bloed in de aders van het lichaam is lekker warm, terwijl het terugkerende bloed afgekoeld is. Het effect hiervan is schematische weergegeven in onderstaande figuur.
Figuur 3: Schematische weergave van de warmtestromen in de dolfijn
Het warme bloed van het hart van de dolfijn stroom hier van links naar rechts. Het koude bloed vanuit de vin stroomt om het warme bloed juist van recht naar links. Op deze manier wordt het koude bloed opgewarmd. Hoe groter het temperatuurverschil, hoe meer warmte er van het ene bloed naar het andere bloed overgebracht wordt. Helemaal links is het bloed van het hart op zijn warmst, waardoor het het al gedeeltelijk opgewarmde terugstromende bloed nog steeds goed opwarmt. Helemaal rechts is het bloed van het hart al aardig afgekoeld, maar dit is niet zo erg aangezien het bloed van de vin daar op zijn koudst is. Zo is er nog steeds een groot temperatuurverschil en wordt er dus veel warmte overgebracht.
Dit type warmte wisselaar is veel efficiënter dan wanneer de bloedstromen dezelfde richting hadden gehad. In dat geval zou het temperatuurverschil tussen beiden namelijk gestaag afnemen, waardoor de drijvende kracht (weergegeven met pijltjes in onderstaande animaties) en daarmee de warmteoverdracht, ook zou afnemen.