Funcionamento mecânico das engrenagens observado na natureza pela primeira vez

O desenvolvimento das engrenagens foi um marco para a nossa engenharia.

Chaplin cai nas engrenagens em “tempos modernos”

A partir do surgimento destas pequenas (ou grandes) rodas dentadas, os humanos passaram a ser capazes de construir máquinas cada vez mais complexas. O grande trunfo deste mecanismo é que ele permite coordenar, de um jeito bem simplificado, diferentes processos que ocorrem ao mesmo tempo dentro de um dispositivo mecânico.


O potencial das engrenagens é tão grande que elas são velhas conhecidas dos inventores - a esfera de Arquimedes, por exemplo, reproduzia os movimentos do universo através de engrenagens há mais de dois mil anos.

Chaplin cai nas engrenagens em “tempos modernos”

São elas que fazem um relógio de ponteiro funcionar, e foram elas que acabaram virando um símbolo de tudo o que remeta a fábricas ou indústrias.


Mas o que nem todo mundo sabe é que as engrenagens não são uma invenção do homem. Muito antes de nós, a natureza já havia “notado” a eficiência e a precisão que elas proporcionam - e, não à toa, a evolução acabou criando uma estrutura biológica que cumpre à risca o papel das engrenagens.


A mesma lógica que funciona tão bem nas máquinas também é encontrada nas patas traseiras de um pequeno inseto do gênero Issus. O mecanismo não deve em nada àqueles encontrados nas bicicletas ou nas embreagens de carro.


Através de uma combinação de análise anatômica e captura de vídeo de alta velocidade dos movimentos deste inseto, os cientistas da Universidade de Cambridge têm sido capazes de revelar o funcionamento natural das engrenagens pela primeira vez. As descobertas foram publicadas na última edição da revista Science. Os cientistas dizem que esta é a "primeira observação de engrenagem mecânica em uma estrutura biológica”.

Fotografia de uma ninfa Issus. Crédito: Malcolm Burrows

Fotografia de uma ninfa Issus. Crédito: Malcolm Burrows


Cada dente é arredondado para absorver o choque e evitar que as partes se quebrem. O sistema garante total sincronia ao movimento das patas do inseto - elas sempre se movem dentro de 30 microssegundos uma da outra. Um microssegundo equivale a um milionésimo de segundo. Tamanha precisão é fundamental para a sobrevivência do inseto, já que seu meio de transporte, basicamente, se resume aos saltos poderosos que dá para se locomover. Durante o momento crítico da propulsão, qualquer discrepância na velocidade das patas, por menor que seja, seria o bastante para fazer com que o pequeno Issus perdesse o controle e saísse rodopiando por aí.


Sob o ponto de vista da seleção natural, ele viraria uma presa fácil para predadores, e provavelmente sua espécie acabaria sendo extinta. “Essa sincronia precisa seria impossível de ser atingida através de um sistema nervoso, pois os impulsos neurais levariam tempo demais para suprir a coordenação extrema que é exigida”, explicou o principal autor Professor Malcolm Burrows, do Departamento de Zoologia da Universidade de Cambridge.


Curiosamente, as engrenagens mecânicas são encontradas somente na fase juvenil do inseto - ou "ninfa", e se perdem na transição para a vida adulta. Ainda não se sabe por que isso acontece.


O Issus é o primeiro exemplo de um mecanismo natural com uma função observável, dizem os cientistas.


Fonte: Revista Galileu e phys-org

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