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07/03/2008

Como o morcego voa? Por que as aves batem asas? Entenda a arte de voar

The New York Times
Natalie Angier
Serge Bloch/The New York Times 

O poder de voar é tão útil que surgiu múltiplas vezes durante a evolução da vida, mas não é algo barato. Pterodátilos, pássaros e morcegos tiveram que ceder duas de suas quatro patas para o reino das asas, enquanto nós humanos sacrificamos o canivete suíço, kit de manicure, frasco gigante de xampu e um ocasional par de algemas, tudo pelo privilégio de folhear a revista "SkyMall".

Independente de qual seja a filogenia da origem, todos os seres aspirantes a voadores enfrentam o mesmo desafio fundamental: como gerar força ascensional suficiente para superar a austera força do peso, que puxa para baixo. Na prática, há um número limitado de formas para conter o puxão implacável que a gravidade exerce sobre a massa de um objeto voador, e os pesquisadores que estudam a aerodinâmica dos animais estão descobrindo que espécies radicalmente diferentes empregam os mesmos truques para voar.

Na mais recente edição da revista "Science", Anders Hedenström, da Universidade de Lund, na Suécia, e seus colegas relataram que quando um morcego que se alimenta de néctar paira no ar para beber o açúcar líquido, as asas flexíveis de pontas afiadas do mamífero geram o mesmo tipo de vórtice (turbilhão de ar) de sustentação detectado em estudos do vôo de insetos. À medida que o morcego curva suas asas membranosas para dentro e para fora três vezes por segundo, uma série de minúsculos ciclones se formam na ponta de cada asa. O resultado? Enquanto a gravidade tenta puxá-lo, os tornados causados pelo morcego a devolvem para Oz.

Outros pesquisadores demonstraram que insetos como abelhas e libélulas dependem desses vórtices para fornecer grande parte de sua força ascensional, particularmente quando pairam no ar ou quando voam a baixa velocidade. O novo trabalho mostra que animais consideravelmente mais pesados do que os insetos podem empregar a força de táticas aerodinâmicas que mudam rapidamente, ou "não fixas", na busca para permanecer no ar. O astro do atual estudo, um morcego Pallas de língua comprida da América Latina, pesa talvez 12 gramas, 120 vezes mais do que a abelha média. Os pesquisadores prevêem que os beija-flores também exibirão asas capazes de virar.

Por trás dos poderes do morcego está seu design registrado de Dia das Bruxas. Como Hedenström explicou, um morcego pode usar os ossos de seus dedos e os músculos na membrana de sua asa para controlar precisamente a curvatura da asa e o ângulo de ataque de um momento ao outro. Seu co-autor, Geoff R. Spedding, da Universidade do Sul da Califórnia, apontou que toda a superfície da asa do morcego é coberta com sensores de pressão que transmitem informação ao cérebro do morcego sobre o comportamento do ar e como melhor se adaptar a ele. "Nós ainda não sabemos como todo o sistema funciona", disse Spedding, "mas ele gera um fluxo de ar belo e ordenado sobre as asas que é o que encomendaríamos se pudéssemos encomendar o fluxo".

Mas nem mesmo a natureza pode encomendar ciclones ordenados para todos. Os beija-flores e morcegos que se alimentam de néctar estão em uma ponta delicada de sua espécie, e Hedenström duvida que será descoberto que pássaros e morcegos maiores são capazes de gerar vórtices ascensionais; corpos maiores exigem asas maiores, e quanto maiores as asas, mais arrasto elas criam, o que torna mais difícil mantê-las batendo em alta velocidade. Mas Hedenström disse que o tipo de análise aerodinâmica profunda contida no estudo ainda precisa ser feito em mais do que um punhado de animais.

Os pesquisadores fizeram os morcegos voarem em um túnel de vento na direção de tubos de fluido açucarado, enquanto o túnel era cheio com uma névoa com partículas rastreáveis, que era iluminada periodicamente por lasers e câmeras registravam as imagens do fluxo do ar, que podia ser analisado pelo deslocamento das partículas.

O trabalho consumiu bastante tempo, disse Hedenström, e quando se trata de pássaros, "muitos deles não gostam de voar em um túnel de vento".

Todavia, os pesquisadores sabem que, para a maioria dos animais voadores, princípios aerodinâmicos convencionais do "estado estacionário" se aplicam, os mesmos que podem colocar um jumbo de 200 toneladas no ar. À medida que os jatos percorrem uma pista em alta velocidade, o ar acima da superfície dos aerofólios nas asas se move mais rapidamente do que o ar abaixo, criando uma diferença de pressão de ar que faz o avião alçar vôo. As asas dos pássaros são aerofólios de penas, e para iniciar a corrente de ar e criar o diferencial de pressão, a maioria dos pássaros só precisa bater um pouco as suas asas.

"É realmente uma questão interessante: por que os animais batem suas asas?" disse Spedding. "Um motivo é, eles não possuem rodas. Eles não possuem partes rotativas." Não possuem rodas, hélices ou turbinas para os propelirem. A natureza nunca entrou no ramo da roda, ele disse, mas "o lance de bater asa funciona muito bem".

As variantes do lance de bater asa refinam ainda mais a arte de voar. Pássaros como o albatroz, que migram longas distâncias e passam bastante templo planando, possuem asas longas, magras e relativamente chatas que lhes dão bastante força ascensional com mínimo arrasto. "É um design excelente para cruzeiro", disse Bret Tobalske, que estuda o vôo dos pássaros na Universidade de Portland, no Oregon. "Os engenheiros humanos convergiram para a mesma idéia ao projetarem o planador." Mas o que é ótimo para planar não é tão bom quando se trata de decolagens rápidas, pousos e manobras rápidas, e os albatrozes, como aqueles que voam em asa-delta, tentam iniciar seus vôos de um ponto alto.

Na outra ponta do espectro estão as aves galiformes, o peru, faisão e codorna, que vivem em áreas florestais e preferem correr em busca de proteção. Mas se um predador se aproximar demais deles, as aves galiformes baterão suas asas curtas, grossas e musculosas e explodirão ruidosamente para o alto, quase em um vôo vertical. "A asa é realmente adequada para uma forte propulsão, mas não para cruzeiro", disse Tobalske. "É ótima para produzir impulso e força ascensional em um espaço curto de tempo."

Seja com asas curtas ou longas, voar é a forma energeticamente mais cara de transporte, e os pássaros fazem o que podem para reduzir os custos. As aves de rapina buscam colunas de ar quente chamadas térmicas, nas quais podem realizar um vôo livre de bater de asas. Pássaros menores em vôo dobram suas asas para assumir uma forma aerodinamicamente melhor. As companhias aéreas reduzem o espaço para as pernas e oferecem aos passageiros nada além de uma revista "SkyMall" e fumaça das turbinas. George El Khouri Andolfato

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