segunda-feira, 26 de outubro de 2020

Como um besouro pode ajudar a aumentar a segurança dos aviões

Carapaça do inseto tem uma resistência fora do comum.

Chama-se besouro de ferro diabólico e pode ser a chave para melhorar a segurança na indústria da aviação. Este inseto consegue suportar bicadas de pássaros, pisadas de animais e até sobrevive a atropelos de carros. Os cientistas estão a estudar como é possível tamanha resistência, e de que forma isso se pode aplicar na construção de aviões e edíficios mais fortes.

"Este besouro é super resistente", diz o engenheiro civil Pablo Zavattieri, da Universidade de Purdue. Este especialista faz parte do grupo de investigadores que passaram por cima do inseto com um carro, sem que o animal tivesse morrido.

O segredo da defesa do besouro, que pode ser encontrado no sul da Califórnia, está na sua carapaça, que é colocada em várias camadas e funciona como uma espécie de puzzle, segundo o estudo publicado na revista Nature.

O diabólico besouro de ferro tem lâminas parecidas com peças de quebra-cabeça em seu abdômen que “delaminam” para evitar que o exoesqueleto do besouro falhe repentinamente sob força imensa. Os pesquisadores da Purdue simularam esse mecanismo usando versões impressas em 3D das lâminas. (Vídeo da Universidade Purdue / Maryam Hosseini e Pablo Zavattieri)

Primeiro, os investigadores tentaram concluir qual a real capacidade de carga que o besouro consegue suportar, tendo sido verificado que o inseto consegue suportar uma compressão de cerca de 39 mil vezes superior ao peso do seu corpo.

Em comparação com um ser humano, isso significa que alguém com 90 quilogramas poderia suportar até três milhões de quilogramas. Os investigadores acreditam que esta capacidade, se aplicada em aviões e edíficios, pode ajudar a lidar com fortes ventos, aumentando a segurança dos veículos e das infraestruturas.

Para perceber melhor esta característica, o besouro foi colocado sob um microscópio e também lhe foram realizados vários testes ao exoesqueleto. Acontece que o estojo que protege as asas do animal se fortaleceu ao longo do tempo, sendo que o formato em camadas e em puzzle ajudou a esse fortalecimento.

Quando comprimidos, eles encontraram a estrutura fraturada lentamente, em vez de quebrar de uma vez. “Quando você os separa”, disse Zavattieri, “ela não quebra catastroficamente. Apenas se deforma um pouco. Isso é crucial para o besouro. ”

Também pode ser útil para engenheiros que projetam aeronaves e outros veículos e edifícios com uma variedade de materiais, como aço, plástico e gesso. Atualmente, os engenheiros contam com pinos, parafusos, solda e adesivos para manter tudo junto. Mas essas técnicas podem ser degradantes.

Na estrutura da casca do besouro, a natureza oferece uma alternativa “interessante e elegante”, disse Zavattieri.

Como o projeto inspirado no besouro fratura de maneira gradual e previsível, as rachaduras podem ser inspecionadas de forma mais confiável quanto à segurança, disse Po-Yu Chen, engenheiro da Universidade Nacional Tsing Hua de Taiwan que não está envolvido na pesquisa.

O estudo do besouro faz parte de um projeto de US $ 8 milhões financiado pela Força Aérea dos Estados Unidos para explorar como a biologia de criaturas como o camarão mantis e o carneiro selvagem podem ajudar a desenvolver materiais resistentes ao impacto.

“Estamos tentando ir além do que a natureza fez”, disse o co-autor do estudo David Kisailus, cientista de materiais e engenheiro da Universidade da Califórnia, Irvine.

A pesquisa é o mais recente esforço de tomar emprestado do mundo natural para resolver problemas humanos, disse o biólogo evolucionário da Universidade Brown, Colin Donihue, que não esteve envolvido no estudo. O velcro, por exemplo, foi inspirado na estrutura em forma de gancho das rebarbas de plantas. Adesivos artificiais tomaram uma página de pés de lagartixa super pegajosos.

Donihue disse que outras infinitas características encontradas na natureza podem oferecer uma visão: “Essas são adaptações que evoluíram ao longo de milênios”.

Fontes: AP / tvi24.iol.pt / theengineer.co.uk

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