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quinta-feira, 29 de janeiro de 2009

O que a natureza ensina?

"Pergunta, por favor, aos animais domésticos, e eles te instruirão; também às criaturas aladas dos céus, e elas te informarão. Ou mostra à terra a tua preocupação, e ela te instruirá; e os peixes do mar to declararão." — JÓ 12:7, 8.
EM ANOS recentes, cientistas e engenheiros têm permitido de forma bem literal que plantas e animais lhes ensinem. Eles estudam e imitam as características de vários seres vivos — um campo conhecido como biomimética — num esforço de criar novos produtos e melhorar o desempenho de máquinas que já estão no mercado. Ao considerar os exemplos a seguir, pergunte-se: ‘Quem realmente merece o crédito por estes projetos?’
O que as nadadeiras da baleia nos ensinam?
O que os projetistas de aeronaves podem aprender da baleia jubarte (ou corcunda)? Pelo visto muita coisa. Uma baleia jubarte adulta pesa cerca de 30 toneladas — o peso de um caminhão com carga máxima — e tem um corpo relativamente inflexível, com grandes nadadeiras, ou barbatanas, que parecem asas. Esse animal de 12 metros de comprimento é bastante ágil debaixo da água. Por exemplo, quando quer se alimentar, a baleia jubarte pode nadar em círculos ascendentes por baixo de peixes e crustáceos, enquanto expele uma corrente de bolhas. Essa rede de bolhas, de apenas 1,5 metro de diâmetro, encurrala o alimento na superfície. Depois disso, a baleia abocanha sua bem ajeitada refeição.
O que intrigou os pesquisadores, em especial, foi como esse animal de corpo inflexível consegue nadar em círculos incrivelmente fechados. Eles descobriram que o segredo está no formato das nadadeiras. A borda frontal delas não é lisa, como a asa de aeronave, mas serrilhada, com uma fileira de saliências chamadas tubérculos.
À medida que a baleia se desloca rapidamente pela água, esses tubérculos aumentam a força de sustentação e diminuem a resistência causada pela água. Como? A revista Natural History explica que os tubérculos fazem com que a água flua pela nadadeira num fluxo giratório suave, mesmo quando a baleia sobe em ângulos muito íngremes. Se a nadadeira tivesse uma borda frontal lisa, a baleia não seria capaz de fazer círculos tão fechados ao subir. Isso porque a água ficaria agitada e criaria um redemoinho atrás da nadadeira que acabaria com a força de sustentação.
Que aplicações práticas essa descoberta apresenta? Ao que tudo indica, as asas de aeronaves projetadas de acordo com o formato da nadadeira dessa baleia não precisariam de tantos flaps nem de outros dispositivos mecânicos para alterar o fluxo de ar. Tais asas seriam mais seguras e de manutenção mais fácil. John Long, perito em biomecânica, acredita que um dia, em breve, "é bem provável que todos os aviões comerciais a jato tenham asas com saliências semelhantes às das nadadeiras da baleia jubarte".
Imitação das asas da gaivota
É claro que as asas das aeronaves já imitam as asas de aves. No entanto, recentemente, engenheiros levaram essa imitação a novas alturas. A revista New Scientist relata que "pesquisadores na Universidade da Flórida construíram um protótipo de aeronave comandada por controle remoto, que tem a capacidade de pairar, descer e subir rapidamente assim como uma gaivota".
Essas aves conseguem realizar suas notáveis acrobacias aéreas por flexionar as asas nas articulações do cotovelo e do ombro. Copiando o projeto dessa asa flexível, "o protótipo de aeronave, de 61 centímetros, usa um pequeno motor para controlar uma série de varas de metal que movem as asas", diz a revista. Essas asas projetadas de modo inteligente permitem que a pequena aeronave paire e mergulhe entre prédios altos. A Força Aérea dos EUA está ansiosa para desenvolver uma aeronave que seja tão versátil ao fazer manobras, para ser usada na procura de armas químicas e biológicas em grandes cidades.
Imitação das patas da lagartixa
Animais terrestres também têm muito a ensinar. Por exemplo, o pequeno lagarto conhecido como lagartixa, ou geco, é capaz de subir paredes e se agarrar ao teto. Já nos tempos bíblicos essa criatura era conhecida por sua capacidade extraordinária. (Provérbios 30:28) Qual é o segredo da capacidade da lagartixa de desafiar a gravidade?
A habilidade que esse animal tem de se fixar até mesmo em superfícies lisas como vidro tem a ver com estruturas bem pequenas que parecem fios de cabelo, chamadas cerdas, que revestem as patas. As patas não segregam cola; antes, fazem uso de uma força molecular minúscula. As moléculas das cerdas aderem às da superfície por causa de forças de atração bem fracas conhecidas como forças de Van der Waals. Normalmente, a gravidade se sobrepõe com facilidade a essas forças, razão pela qual não conseguimos subir uma parede apenas colocando as mãos nela. No entanto, as minúsculas cerdas da lagartixa aumentam a área que fica em contato com a parede. Quando multiplicadas pelos milhares de cerdas das patas da lagartixa, as forças de Van der Waals produzem suficiente atração para segurar o peso desse pequeníssimo lagarto.
Que utilidade essa descoberta pode ter? Materiais sintéticos que imitassem as patas da lagartixa poderiam ser usados como alternativa ao velcro — outra idéia copiada da natureza. A revista The Economist cita um pesquisador que disse que um material feito com "fita-lagartixa" seria útil especialmente "em aplicações médicas em que não se pudessem usar adesivos químicos".

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