2014-02-23

Subject: Movimento de asas e barbatanas tem princípios universais

 

Movimento de asas e barbatanas tem princípios universais

 

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@ Nature/Michael L. Baird/flickr

A maioria dos animais que voa ou nada dobra as asas ou as barbatanas em proporções geométricas semelhantes e em ângulos semelhantes, conclui um estudo agora conhecido. 

O princípio, aparentemente universal, que se aplica a animais tão diferentes como as traças e os tubarões, dá lições aos investigadores que concebem veículos que se deslocam através de ar ou água. O trabalho foi publicado na última edição da revista Nature Communications.

A busca pelo desenvolvimento de máquinas voadoras baseada na aerodinâmica do bater das asas tem sido bloqueada pela falta de informação sobre a forma como as aves conseguem a estabilidade e o controlo. Assim, mesmo que desde as primeiras que o Homem sonhou em voar, de Ícaro a Leonardo da Vinci, se tenha tentado imitar as aves, os designs práticos desde os irmãos Wright focaram-se na asa estacionária e só muito recentemente foram construídos mecanismos com asas móveis funcionais.

A opinião científica tem variado sobre se o facto de a asa animal ser flexível, em vez de rígida como as asas de um avião, ajuda ou dificulta a obtenção de impulso. John Costello, biólogo na Faculdade Providence em Rhode Island, pensou que a flexibilidade poderia ser a chave do voo natural, logo decidiu observar de que forma as asas de animais reais se deformam.

Ele suspeitou que efeitos de dobra semelhantes seriam evidentes em asas e barbatanas usadas para propulsão na água. De facto, a sua motivação foi o seu trabalho num projecto para o Gabinete americano de Investigação Naval para o desenvolvimento de um biologicamente inspirado "veículo-alforreca". Esse trabalho, diz Costello, mostrou que “a adição de um simples flap passivo a uma superfície de outra forma basicamente rígida dobrável resultava em aumentos de várias ordens de magnitude na performance propulsora”.

Os investigadores passaram a pente-fino sítios de vídeo, como o YouTube e Vimeo, em busca de filmagens de espécies desde moscas-da-fruta a morcegos e de moluscos a baleias-de-bossa. Em toda a vasta diversidade de formas e estruturas propulsoras, de membranas finas, asas emplumadas ou espessas e pesadas caudas de baleia, os investigadores descobriram pouca variação em certas variáveis, medidas basicamente à mão. Especificamente, num leque de 59 espécies, a distância a que o ponto de dobra começa até à base da asa correspondia a cerca de dois terços do comprimento total da asa e o ângulo máximo de dobra estava confinado a 15° a 38°.

 

Animais com histórias evolutivas muito diferentes, portanto, descobriram todos a mesma solução para um problema comum. “A sua evolução foi comandada pelas leis físicas que determinam as interacções em fluidos”, diz Costello. “Não interessa se começaram por se arrastar, andar ou saltar: uma vez adaptados a um fluido, desenvolveram um sistema determinado por um conjunto de limites."

O que é mais surpreendente sobre estas descobertas é que todos estes animais convergiram no que parece ser uma lei universal, apesar de terem corpos com diferentes anatomias e fisiologias, feitos de diferentes materiais, diz Graham Taylor, que estuda o voo animal na Universidade de Oxford, Reino Unido. “A comparativamente frágil asa de um insecto deforma-se, quando em voo, no mesmo grau que a poderosa e carnuda cauda de uma orca", acrescenta ele.

Antes de estas descobertas poderem ser usadas na engenharia aeronáutica, é preciso saber-se mais sobre os benefícios da estreita margem de movimentos de dobra, diz Costello. “Talvez então as vantagens que estes animais descobriram nestas características possam ser transpostas para os designs humanos.”

 

 

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