Moscas-da-fruta não voam, nadam no ar

Redação do Site Inovação Tecnológica - 16/05/2011

O voo das moscas-da-fruta foi gravado usando câmeras digitais capazes de gravar até 8.000 quadros por segundo.
[Imagem: Cohen Lab]

Os engenheiros sempre procuraram se inspirar no voo dos pássaros e dos insetos para criar máquinas voadoras mais eficientes.

Embora aviões não precisem imitar o voo dos pássaros e microrrobôs voadores não necessitem da complexidade do voo dos insetos, a forma de geração de sustentação provida pela natureza pode dar grandes insights para a melhoria dessas máquinas.

Para isso, é necessário estudar o voo de pássaros e insetos em grande detalhe.

Nadando no ar

Ao estudar o voo da mosca-da-fruta, contudo, cientistas descobriram que seu modo de voar não tem praticamente nada a ver com o que se acreditava ser o "modo padrão" de voar.

Ela se movimenta de forma totalmente diferente, por exemplo, do chamado "voo batido" dos pássaros, em que as asas são flexionadas para baixo e para cima.

Na verdade, as asas da mosca-da-fruta movem-se na horizontal, e não na vertical, em um movimento muito mais próximo das nadadeiras de animais aquáticos. É literalmente como se o inseto "nadasse no ar".

As asas, tanto de pássaros, quanto de insetos, são estruturalmente muito similares às barbatanas e nadadeiras dos animais aquáticos.

Sustentação e arrasto

A descoberta é mais surpreendente porque voar e nadar envolvem processos físicos aparentemente muito diferentes.

Os animais voadores ganham impulso usando as forças de sustentação geradas quando movimentam o ar, enquanto os animais aquáticos usam a força de arrasto, "apoiando-se" na viscosidade da água.

O que os cientistas da Universidade de Cornell, nos Estados Unidos, agora descobriram é que a mosca-da-fruta também usa o arrasto obtido pela viscosidade do ar.

Usando câmeras digitais capazes de gravar até 8.000 quadros por segundo, eles verificaram que o inseto bate as asas em média 250 vezes por segundo.

Os pesquisadores usaram modelos computadorizados para simular as manobras da mosca-da-fruta e demonstrar a teoria que nadar pode levar ao voo.
[Imagem: Cohen Lab]

Usando o arrasto como propulsão

Se as moscas-da-fruta estivessem gerando sua propulsão unicamente inclinando as asas para fazer a sustentação passar do plano vertical para o plano horizontal, essa inclinação deveria aumentar com a velocidade.

Mas os filmes mostraram que as asas da mosca ficam praticamente horizontais, qualquer que seja a velocidade de voo.

O movimento de inclinação das asas é mais acentuado quando a mosca está pairando ou voando em baixa velocidade.

É mais como se ela estivesse alternando a sustentação para frente e para trás para controlar a velocidade - é isso o que acontece quando ela fica pairando no ar, com a sustentação gerada nos dois sentidos se anulando.

Quando elas querem voar mais rapidamente, as moscas mudam a inclinação das asas para muito próximo da linha horizontal quando levam as asas para a frente - de forma a cortar o ar com mais eficiência - e trazem-nas de volta para a linha vertical quando movimentam as asas para trás - efetivamente movimentando o ar como os animais aquáticos movimentam a água para se locomoverem.

Esta é a primeira vez que se demonstra que animais voadores usam o arrasto para gerar propulsão.

Evolução da água para o ar

Além de servir como novas fontes de inspiração para os projetistas de veículos voadores, a descoberta tem um impacto direto sobre a teoria da evolução.

Alguns biólogos já haviam levantado a possibilidade - sem merecerem muito crédito dos seus colegas - que animais aquáticos poderiam ter evoluído para animais voadores diretamente, sem precisar passar pela etapa terrestre - hoje acredita-se que os pássaros sejam descendentes distantes dos dinossauros.

Mas, até agora, ninguém havia conseguido desenvolver qualquer argumentação razoável, ou apresentar algum indício experimental, para a conversão de um nado em um voo - algo que se julgava como sendo coisas absolutamente distintas.

Este novo experimento dá algum crédito ao argumento, mostrando que, ao menos no caso da mosca-da-fruta, "nadar no ar" é algo factível.

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