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Como a tromba de um elefante manipula o ar para comer e beber
O estudo do Georgia Tech College of Engineering buscou entender melhor a física de como os elefantes usam suas trombas para mover e manipular o ar, a água, a comida e outros objetos.
Por Instituto de Tecnologia da Geórgia - 02/06/2021


Andrew Schulz conduziu o estudo como um Ph.D. em engenharia mecânica da Georgia Tech. aluna. Crédito: Andrew Schultz, Georgia Tech

Uma nova pesquisa do Instituto de Tecnologia da Geórgia descobriu que os elefantes dilatam suas narinas para criar mais espaço em suas trombas, permitindo-lhes armazenar até nove litros de água. Eles também podem sugar três litros por segundo - uma velocidade 50 vezes mais rápida do que um espirro humano (150 metros por segundo / 330 mph).

O estudo do Georgia Tech College of Engineering buscou entender melhor a física de como os elefantes usam suas trombas para mover e manipular o ar, a água, a comida e outros objetos. Eles também procuraram saber se a mecânica poderia inspirar a criação de robôs mais eficientes que usem o movimento do ar para segurar e mover coisas.

Enquanto os polvos usam jatos de água para se mover e peixes-arqueiro atiram água acima da superfície para pegar insetos, os pesquisadores da Georgia Tech descobriram que os elefantes são os únicos animais capazes de usar a sucção na terra e debaixo d'água.

O artigo, "Alimentação por sucção por elefantes", foi publicado no Journal of the Royal Society Interface .

"Um elefante come cerca de 180 kg de comida por dia, mas muito pouco se sabe sobre como eles usam suas trombas para pegar comida leve e água por 18 horas, todos os dias", disse o Ph.D. em engenharia mecânica da Georgia Tech. estudante Andrew Schulz, que conduziu o estudo. "Acontece que seus baús agem como malas, podendo se expandir quando necessário."

Schulz e a equipe da Georgia Tech trabalharam com veterinários no Zoo Atlanta, estudando elefantes enquanto comiam vários alimentos. Para cubos grandes de rutabaga, por exemplo, o animal os agarrou e coletou. Ele sugava cubos menores e fazia um barulho alto de aspiração, ou o som de uma pessoa comendo macarrão, antes de transferir os vegetais para a boca.

Para aprender mais sobre sucção, os pesquisadores deram aos elefantes um chip de tortilha e mediram a força aplicada. Às vezes, o animal pressionava o chip e inspirava, suspendendo o chip na ponta do tronco sem quebrá-lo. Era semelhante a uma pessoa inalar um pedaço de papel com a boca. Outras vezes, o elefante aplicava sucção à distância, puxando a lasca para a borda da tromba.

Um elefante pega alface na água. Crédito: Andrew Schulz, Georgia Tech

"Um elefante usa sua tromba como um canivete suíço", disse David Hu, conselheiro de Schulz e professor da Escola de Engenharia Mecânica George W. Woodruff da Georgia Tech. "Ele pode detectar cheiros e pegar coisas. Outras vezes, ele sopra objetos como um soprador de folhas ou os cheira como se fossem um aspirador."
 
Ao observar os elefantes inalar líquido de um aquário, a equipe foi capaz de cronometrar as durações e medir o volume. Em apenas 1,5 segundo, o porta-malas sugou 3,7 litros, o equivalente a 20 descargas simultâneas de vasos sanitários.

Uma sonda ultrassônica foi usada para fazer medições da parede do tronco e ver como os músculos internos do tronco funcionam. Ao contrair esses músculos, o animal dilata suas narinas em até 30%. Isso diminui a espessura das paredes e expande o volume nasal em 64 por cento.

"No início não fazia sentido: a passagem nasal de um elefante é relativamente pequena e ele estava inalando mais água do que deveria", disse Schulz. "Só quando vimos as imagens ultrassonográficas e as narinas se expandindo é que percebemos como isso acontecia. O ar faz as paredes se abrirem e o animal pode armazenar muito mais água do que estimamos originalmente."

Com base nas pressões aplicadas, Schulz e a equipe sugerem que os elefantes inalam a velocidades comparáveis ​​às dos trens-bala japoneses.

Schulz disse que essas características únicas têm aplicações em robótica leve e esforços de conservação.

"Ao investigar a mecânica e a física por trás dos movimentos dos músculos do tronco, podemos aplicar os mecanismos físicos - combinações de sucção e preensão - para encontrar novas maneiras de construir robôs", disse Schulz. "Enquanto isso, o elefante africano está agora listado como ameaçado de extinção por causa da caça furtiva e da perda de habitat. Seu tronco torna uma espécie única para estudar. Aprendendo mais sobre eles, podemos aprender como conservar melhor os elefantes na natureza."

 

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