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Lily, a coruja de celeiro, revela como os pássaros voam em ventos fortes
O estudo, publicado em Proceedings of the Royal Society B , revela como as asas dos pássaros agem como um sistema de suspensão para lidar com as mudanças nas condições do vento.
Por Universidade de Bristol - 20/10/2020


Lily, a coruja de celeiro, demonstra transformação de asas para lidar com rajadas de vento. Crédito: Cheney et al 2020

Cientistas da Universidade de Bristol e do Royal Veterinary College descobriram como os pássaros são capazes de voar em condições de rajadas de vento - descobertas que podem informar o desenvolvimento de aeronaves de pequena escala bioinspiradas.

"Os pássaros voam rotineiramente com ventos fortes perto de edifícios e terrenos, geralmente com rajadas tão rápidas quanto sua velocidade de voo. Portanto, a capacidade de lidar com mudanças fortes e repentinas no vento é essencial para sua sobrevivência e para fazer coisas como pousar com segurança e capturar presas ", disse o Dr. Shane Windsor, do Departamento de Engenharia Aeroespacial da Universidade de Bristol.

“Sabemos que os pássaros se adaptam surpreendentemente bem em condições que desafiam veículos aéreos projetados de tamanho semelhante, mas, até agora, não entendíamos a mecânica por trás disso”, disse o Dr. Windsor.

O estudo, publicado em Proceedings of the Royal Society B , revela como as asas dos pássaros agem como um sistema de suspensão para lidar com as mudanças nas condições do vento. A equipe usou uma combinação inovadora de reconstrução de superfície 3-D baseada em vídeo de alta velocidade, tomografia computadorizada (TC) e dinâmica de fluidos computacional (CFD) para entender como os pássaros 'rejeitam' rajadas por meio da transformação das asas, ou seja, alterando o forma e postura de suas asas.

No experimento, conduzido no Laboratório de Estrutura e Movimento do Royal Veterinary College, a equipe filmou Lily, uma coruja-das-torres, deslizando por uma série de rajadas verticais geradas por um ventilador, a mais forte das quais era tão rápida quanto sua velocidade de vôo. Lily é uma ave treinada em falcoaria, veterana em muitos documentários sobre a natureza, então não se intimidou nem um pouco com todas as luzes e câmeras.

"Começamos com rajadas muito suaves para o caso de Lily ter alguma dificuldade, mas logo descobrimos que - mesmo nas velocidades de rajada mais altas que podíamos fazer - Lily estava imperturbável; ela voou direto para obter a recompensa de comida que estava em seu treinador, Lloyd Buck , "comentou o professor Richard Bomphrey, do Royal Veterinary College.

"Lily voou através das rajadas turbulentas e manteve consistentemente a cabeça e o torso incrivelmente estáveis ​​ao longo da trajetória, como se ela estivesse voando com um sistema de suspensão. Quando analisamos isso, o que nos surpreendeu foi que o efeito do sistema de suspensão não era apenas devido à aerodinâmica, mas se beneficiou da massa em suas asas. Para referência, cada um de nossos membros superiores tem cerca de 5% do nosso peso corporal ; para um pássaro é quase o dobro, e eles usam essa massa para absorver efetivamente a rajada ", disse o chumbo -autor Dr. Jorn Cheney do Royal Veterinary College.
 
"Talvez o mais empolgante seja a descoberta de que a parte mais rápida do efeito de suspensão está embutida na mecânica das asas, de modo que os pássaros não precisam ativamente fazer nada para que funcione. A mecânica é muito elegante. Quando você golpeia um bola no ponto doce de um taco ou raquete, sua mão não é balançada porque a força ali se anula. Qualquer pessoa que pratique um esporte de bastão e bola sabe como isso é fácil. Uma asa tem um ponto doce, assim como um morcego. a análise sugere que a força da rajada atua próximo a esse ponto doce e isso reduz significativamente a perturbação do corpo durante a primeira fração de segundo. O processo é automático e ganha tempo suficiente para que outros processos de estabilização inteligentes entrem em ação ", acrescentou o Dr. Jonathan Stevenson, da Universidade de Bristol.

O Dr. Windsor disse que o próximo passo para a pesquisa, que foi financiada pelo Conselho Europeu de Pesquisa (ERC), o Escritório de Pesquisa Científica da Força Aérea e o Wellcome Trust, é desenvolver sistemas de suspensão bioinspirados para aeronaves de pequeno porte.

 

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