Cientistas revelam o mistério por que os beija-flores emitem zumbido
O beija-flor tem esse nome devido ao seu agradável som de zumbido quando paira em frente às flores para se alimentar. Mas só agora ficou claro como a asa gera o som homônimo do colibri quando está batendo rapidamente a 40 batidas por segundo.
Pesquisadores da Universidade de Tecnologia de Eindhoven, Universidade de Stanford e Sorama observaram meticulosamente os colibris usando 12 câmeras de alta velocidade, seis placas de pressão e 2.176 microfones. A equipe de engenheiros conseguiu medir a origem precisa do som gerado pelo bater das asas de um animal voador pela primeira vez.
Eles descobriram que as asas emplumadas suaves e complexas dos colibris geram som de uma maneira semelhante a como as asas mais simples dos insetos. Os novos insights podem ajudar a tornar dispositivos como ventiladores e drones mais silenciosos.
O zumbido do beija-flor se origina da diferença de pressão entre a parte superior e a parte inferior das asas, que muda tanto em magnitude quanto em orientação conforme as asas batem para frente e para trás. Essas diferenças de pressão sobre a asa são essenciais, porque fornecem a força aerodinâmica que permite ao colibri levantar vôo e pairar.
Principal fonte do zumbido
Ao contrário de outras espécies de pássaros, a asa de um colibri gera uma forte força aerodinâmica ascendente durante o movimento da asa para baixo e para cima, ou seja, duas vezes por batida de asa. Considerando que ambas as diferenças de pressão devido à força de sustentação e arrasto atuando na asa contribuem, verifica-se que a diferença de pressão de levantamento para cima é a principal fonte do zumbido.
Diferença entre choramingar, cantarolar e lamentar
O professor David Lentink, da Universidade de Stanford, disse: “Esta é a razão pela qual pássaros e insetos fazem sons diferentes. Mosquitos uivam, abelhas zumbem, beija-flores zumbem e pássaros maiores ‘woosh’. A maioria dos pássaros é relativamente silenciosa porque geram a maior parte da sustentação apenas uma vez durante o bater da asa no nado descendente. Beija-flores e insetos são mais barulhentos porque o fazem duas vezes por batida de asa.”
Para chegar ao modelo, os cientistas examinaram seis colibris de Anna, as espécies mais comuns em Stanford.
Um por um, eles fizeram os pássaros beberem água com açúcar de uma flor falsa em uma câmara de vôo especial. Ao redor da câmara, invisível para o pássaro, câmeras, microfones e sensores de pressão foram configurados para registrar com precisão cada batida de asa enquanto pairava na frente da flor.
Pela primeira vez
Durante um experimento de acompanhamento, seis placas de pressão altamente sensíveis finalmente conseguiram registrar as forças de sustentação e arrasto geradas pelas asas conforme elas se moviam para cima e para baixo, pela primeira vez.
Os pesquisadores finalmente conseguiram condensar todos os seus vários resultados em um modelo acústico 3D simples, emprestado do mundo dos aviões e matematicamente adaptado ao bater de asas. Ele prevê o som que irradiam asas batendo, não apenas o zumbido do beija-flor, mas também o woosh de outros pássaros e morcegos, o zumbido e ganido de insetos e até mesmo o barulho que os robôs com asas batendo geram.
Deixando os drones mais silenciosos
Embora não tenha sido o foco deste estudo – publicado em março na revista eLife – o conhecimento adquirido também pode ajudar a melhorar os rotores de aeronaves e drones, bem como ventiladores de laptop e aspirador de pó. Os novos insights e ferramentas podem ajudar a tornar mais silenciosos os dispositivos de engenharia que geram forças complexas como os animais.
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“Essa pesquisa sobre a asa do colibri nos dá um modelo completamente novo e muito preciso como ponto de partida, para que possamos fazer nosso trabalho ainda melhor. ”
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É exatamente isso que a Sorama pretende fazer: “Tornamos o som visível para deixar os aparelhos mais silenciosos. A poluição sonora está se tornando um problema cada vez maior. E um decibelímetro sozinho não vai resolver isso. Você precisa saber de onde vem o som e como é produzido para poder eliminá-lo. É para isso que servem as nossas câmeras de som. Essa pesquisa sobre a asa do colibri nos dá um modelo completamente novo e muito preciso como ponto de partida, para que possamos fazer nosso trabalho ainda melhor ”, conclui o CEO e pesquisador Rick Scholte da Sorama, um spin-off da Universidade de Tecnologia de Eindhoven.
Se os movimentos dos colibris podem nos dar uma tecnologia mais silenciosa no futuro? Bem, estamos absolutamente aqui para isso.
Confira o vídeo dos pesquisadores sobre como os colibris cantam:
Com informações: GNN / Universidade de Tecnologia de Eindhoven / elifesciences
Edição: Josy Gomes Murta
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