Pesquisadores da New York University Tandon School of Engineering (NYU), nos EUA, em parceria com cientistas da Universidade Tor Vergata, na Itália, descobriram que a estrutura da esponja-do-mar cesta de flores de Vênus (E. aspergillum), também conhecida como “esponja-de-vidro” do mar, pode inspirar projetos mais seguros e eficientes de prédios, pontes, navios e até aeronaves.
Eles estudaram como as cavidades e os cristais no corpo do organismo marinho influenciam a hidrodinâmica da água que penetra na esponja e como esse movimento constante consegue melhorar suas propriedades mecânicas, além de otimizar o fluxo de nutrientes dentro e fora da estrutura corporal.
“Este organismo foi muito estudado do ponto de vista mecânico devido a sua capacidade de se deformar substancialmente, apesar de sua estrutura frágil e vítrea. Pudemos investigar aspectos da hidrodinâmica para entender como a geometria da esponja oferece uma resposta funcional ao fluido e à interação com a água”, comenta o professor de engenharia da Universidade Tor Vergata Giacomo Falcucci, autor principal do estudo.
Estrutura interna da esponja de vidro (Imagem: Reprodução/NYU)
Design eficiente
A estrutura da esponja-de-vidro possui um formato cilíndrico com paredes finas e um grande átrio central. Espículas entrelaçadas compostas por três raios perpendiculares formam uma malha muito fina, o que garante uma rigidez não encontrada em outras espécies, permitindo que ela sobreviva em grandes profundidades.
“Ao explorar o fluxo de fluido dentro e fora da cavidade corporal da esponja, descobrimos indícios de adaptação ao ambiente. Não só a estrutura da esponja contribui para um arrasto reduzido, mas também facilita a criação em redemoinhos de baixa velocidade dentro da cavidade corporal usados para alimentação e reprodução”, acrescenta o estudante de engenharia da NYU Maurizio Porfiri, coautor do estudo.
No laboratório
Para estudar as propriedades da esponja-de-vidro, os pesquisadores criaram modelos em 3D com simulações computacionais sobre a dinâmica dos fluidos em ambientes marinhos. Com cerca de 100 bilhões de partículas virtuais, eles reproduziram as condições hidrodinâmicas ideais do fundo do mar.
Simulação em 3D do fluxo hidrodinâmico (Imagem: Reprodução/NYU)
Os resultados mostram que a organização das cavidades e dos cristais dentro da estrutura corporal da esponja consegue reduzir as forças aplicadas pelo movimento da água, permitindo uma adaptação total ao ambiente. Essas características dão ao organismo a capacidade de sobreviver em ecossistemas hostis, com um forte fluxo hidrodinâmico.
“A geometria da esponja e sua resposta ao fluxo de água têm muitas implicações para o projeto de prédios altos ou qualquer estrutura mecânica, de arranha-céus a novos sistemas de baixo arrasto para navios e fuselagens de aviões. O conhecimento das propriedades estruturais desse organismo marinho pode levar a construções que respondam com mais segurança às forças do fluxo de ar ou água”, completa o professor Falcucci.
Fonte: NYU
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