16 janeiro

Baratas multiplicam poder de suas mandíbulas, inspiração para engenharia

As baratas multiplicam o poder de suas mandíbulas de por meio de uma sofisticada combinação de contrações das fibras musculares que lhes permite quebrar materiais duros, como madeira – uma inspiração potencial em micro-engenharia, de acordo com pesquisadores.

Esses insetos podem obter uma pressão equivalente a 50 vezes o seu peso, explicam os pesquisadores neste estudo publicado quarta-feira na revista PLOS ONE.

“Nosso estudo é o primeiro a medir a força da mordida de um inseto comum como a barata americana, que pode atingir até 50 vezes seu peso, uma potência cinco vezes maior do que a da mandíbula humana”, explica Tom Weihmann, um entomologista da Universidade de Cambridge, no Reino Unido, principal autor.

A mandíbula humana gera uma pressão de 58 kg/cm2 – significativamente menor do que o do pit bull, de 160 kg/cm2, ou do gorila 590 kg/cm2, bem distante do campeão do reino animal, crocodilo, com duas toneladas por cm2.

“Como os insetos têm um papel dominante em muitos ecossistemas, o fato de conhecer a força que podem implantar em suas mandíbulas é importante para entender melhor seu comportamento e os processos ecológicos e fazer engenharia avançada inspirada em sua biologia”, explica o cientista.

Os insetos têm mecanismos de mascar que são diferentes vertebrados. Têm, assim, um par de mandíbulas poderosas que se assemelham a lâminas, alinhados horizontalmente como tesouras.

Estas mandíbulas desempenham um papel importante na vida desses insetos que as utilizam não apenas para rasgar seus alimentos, mas também para cavar, se defender contra predadores e alimentar a prole.

As maxilas são ligadas à cápsula formando a cabeça, que consiste em camadas finas de cutículas que formam uma estrutura complexa que faz parte do exoesqueleto do inseto.

Esta cápsula contém todos os músculos que acionam estas partes da boca da barata, mas também outros órgãos vitais.

Isto significa que o espaço ali é limitado, e os músculos são, portanto, dispostos obliquamente para ocupar menos espaço durante as contrações.

Para o estudo, os cientistas mediram a força de 300 picadas de baratas produzidas por todos os ângulos possíveis de abertura mandíbulas.

Estas observações são úteis em micro-engenharia quando se trata de geração de alta tensão em um pequeno espaço, utilizando micro-motores elétricos para serem ligados no interior da estrutura.

Com o aumento da miniaturização, tais mecanismos são cada vez mais importantes, como por exemplo por micro-sondas inseridas nas artérias ou micro-ferramentas cirúrgicas, de acordo com os investigadores.

Fonte: EM