O beija-flor faz um agradável zumbido quando paira na frente das flores para se alimentar. Mas só agora ficou claro como suas asas gera o som harmônico enquanto bate suas asas a impressionantes 40 vezes por segundo.
Pesquisadores da Universidade de Tecnologia de Eindhoven, da Universidade de Stanford e Sorama observaram meticulosamente beija-flores usando 12 câmeras de alta velocidade, seis placas de pressão e 2.176 microfones durante 3 dias. Por causa da complexa matemática levou 4 anos, mas a equipe de conseguiu medir a origem precisa do som gerado pelas asas de um animal voador pela primeira vez.
Eles descobriram que as asas emplumadas macias e complexas dos beija-flores geram sons de uma forma semelhante aos insetos. As novas observações 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 na orientação à medida que as asas batem para frente e para trás. Essas diferenças de pressão sobre a asa são essenciais, porque fornecem a força aerodinâmica fluida que permite que o beija-flor paire no ar.
Ao contrário de outras espécies de aves, a asa do beija-flor gera uma forte força aerodinâmica durante o trajeto da asa para baixo e para cima, portanto duas vezes por batida de asa. Considerando que ambas as diferenças de pressão devido à elevação e força de arrasto na asa contribuem para o som, verifica-se que a diferença de pressão da elevação para cima é a principal fonte do zumbido.
Para chegar ao modelo, os cientistas estudaram seis beija-flores de Anna, a espécie mais comum ao redor da universidade de Stanford.
Um por um, eles fizeram os pássaros beberem água açucarada de uma flor falsa em uma câmara de voo especial. Ao redor da câmara, não visíveis para o pássaro, câmeras, microfones e sensores de pressão foram configurados para gravar precisamente cada batida de asa enquanto o animal pairava na frente da flor.
Seis placas de pressão altamente sensíveis gravaram as forças de elevação e arrasto geradas pelas asas durante o movimento para cima e para baixo.
Os pesquisadores finalmente condensaram todos os seus dados em um simples modelo acústico 3D, normalmente utilizado na aeronáutica e matematicamente adaptado para o bater de asas. O modelo prevê o som que as asas emitem, não apenas o zumbido do beija-flor, mas também o som de outros pássaros e morcegos, o zumbido de insetos, e até mesmo o barulho que robôs com asas 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 os ventiladores de laptop e aspiradores de pó. As novas observações podem ajudar a tornar dispositivos que geram forças complexas como os animais fazem mais silenciosos.
É exatamente isso que Sorama pretende fazer: “Tornamos o som visível para tornar os aparelhos mais silenciosos. A poluição sonora está se tornando um problema cada vez maior. E apenas um medidor de decibéis não vai resolver isso. Você precisa saber de onde vem o som e como ele é produzido, para ser capaz de eliminá-lo. É para isso que fizemos nossas câmeras de som. Essa pesquisa das asas de beija-flor nos fornece um modelo completamente novo e muito preciso como ponto de partida, para que possamos tornar nosso trabalho ainda melhor”, conclui o CEO e pesquisador Rick Scholte, da Sorama, uma empresa que surgiu da Universidade de Tecnologia de Eindhoven.
// HypeScience
