O “Homem de Ferro” dos besouros pode inspirar carros e aviões superduráveis

O incrível besouro de ferro pode ser a próxima grande novidade na biomimética, inspirando o design de aviões, carros e muito mais.

Aprimeira máquina voadora dos irmãos Wright inspirou-se nos pombos, e um engenheiro suíço inventou o velcro depois de notar como os rebarbas grudavam no pelo de seu cachorro.

Copiar a natureza para resolver problemas humanos é conhecido como biomimética, e a próxima criatura a causar impacto na engenharia pode ser um inseto quase intransponível, com um nome fodão: o diabólico besouro de ferro.

O diabólico besouro de ferro pode sobreviver sendo esmagado por algo 39.000 vezes o seu próprio peso. Imagine 7,8 milhões de libras – mais de 10 jatos jumbo – caindo sobre uma pessoa de 200 libras e você terá uma ideia do que o inseto pode aguentar.

Isso se deve a um notável exoesqueleto que também torna o inseto praticamente intragável para a maioria dos predadores – ele apenas se finge de morto até que eles desistam e o deixem em paz.

O diabólico besouro de ferro está longe de ser o único inseto com um exoesqueleto, então os cientistas há muito se perguntam o que torna sua armadura tão mais resistente do que outras.

Agora, uma equipe liderada por pesquisadores da Universidade da Califórnia, Irvine e da Purdue University pode ter resolvido o caso – com a ajuda de um Toyota Camry e uma impressora 3D.

O primeiro passo para descobrir o que torna o diabólico besouro de ferro tão resistente foi levar essa resistência ao limite.

Esse processo começou com os pesquisadores atropelando o besouro com um carro. Duas vezes.

Quando isso não foi suficiente para matá-lo, eles conduziram testes de compressão, literalmente empurrando o besouro com placas de aço até que seu exoesqueleto finalmente cedeu (isso acontece na marca de 24 segundos no vídeo abaixo e é tão brutal quanto parece )

Foi assim que eles determinaram que o besouro poderia suportar uma força aplicada sustentada de 150 newtons – mais do que o dobro de qualquer outro besouro terrestre testado.

O próximo passo foi descobrir por que o diabólico besouro de ferro pode suportar tamanha força.

Algumas criaturas, incluindo certos tipos de caracóis, incorporam minerais, como o ferro, em suas conchas para maior durabilidade, mas quando os pesquisadores estudaram a composição do exoesqueleto do besouro, descobriram que era inteiramente orgânico.

Isso os levou a suspeitar que a resistência do bug tem mais a ver com estrutura do que com composição.

Usando simulações de computador e modelos impressos em 3D, os pesquisadores descobriram que o exoesqueleto do besouro é feito de várias camadas finas de material, com segmentos interligados que se encaixam como peças de um quebra-cabeça.

São essas características que permitem ao diabólico besouro revestido de ferro resistir a uma força tão tremenda. Em vez de quebrar, as camadas começam a se separar, absorvendo a força. A falha catastrófica é evitada e o interior macio do inseto permanece intacto.

Os pesquisadores já estão procurando maneiras de usar o que aprenderam sobre o diabólico besouro de ferro para resolver problemas modernos de engenharia.

“Estamos muito entusiasmados, porque pensamos que podemos ir para a indústria aeronáutica, automotiva e esportiva com esse tipo de design”, disse o pesquisador David Kisailus à Wired .

Eles já realizaram pelo menos um experimento focado na indústria aeroespacial.

Para isso, eles conectaram duas placas – uma feita de composto de fibra de carbono e outra de alumínio – por meio de um fixador comum na engenharia aeroespacial.

Eles então fizeram uma placa de fibra de carbono com camadas (como o exoesqueleto do besouro) e a uniram à placa de alumínio usando um design semelhante a um quebra-cabeça.

Quando eles separaram as placas, aquela com o prendedor “falhou catastroficamente”, de acordo com Kisailus. O design que imita o besouro, no entanto, não o fez – em vez disso, as camadas da placa de carbono começaram a se separar exatamente como as do exoesqueleto do besouro.

“Este trabalho mostra que podemos deixar de usar materiais fortes e quebradiços para outros que podem ser fortes e resistentes, dissipando energia à medida que se quebram”, disse o pesquisador Pablo Zavattieri em um comunicado à imprensa . “Isso é o que a natureza permitiu que o diabólico besouro de ferro fizesse.”

Fonte: Free Think