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Gatos são «peritos» em mecânica de fluídos

Felinos conciliam forças da gravidade e da inércia para beber a alta velocidade

2010-11-11
Por Carla Sofia Flores
Cutta Cutta foi um dos gatos analisados no estudo (Foto:Pedro Reis, Micaela Pilotto e Roman Stocker)
Cutta Cutta foi um dos gatos analisados no estudo (Foto:Pedro Reis, Micaela Pilotto e Roman Stocker)
Alguma vez se lembrou de observar e questionar a forma como os gatos bebem? Pois foi o que fez Roman Stocker, colaborador do investigador português Pedro Reis no Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), que há três anos, durante um pequeno-almoço, se interrogou “como é que bebe o meu gato?”, longe de imaginar o quão se iria surpreender.

Desta “pequena curiosidade científica” resultou a conclusão de que estes animais "percebem" muito de mecânica de fluídos, conciliando as forças da gravidade e da inércia para beberem, contou ao “Ciência Hoje” Pedro Reis, especialista em mecânica de sólidos deformáveis que, curiosamente, não tem gatos domésticos.

Para além dos resultados obtidos, salta ainda à vista o facto de, pela primeira vez na história da ciência, vídeos do Youtube terem sido utilizados como ferramenta numa investigação, ao que, em tom de brincadeira, o investigador chamou de “Youtubelogia”.

Em conversa com o “Ciência Hoje”, Pedro Reis, cientista português a exercer funções no MIT e autor principal do estudo publicado hoje na “Science”, explicou que esta investigação reveladora do processo por detrás da forma como os gatos bebem surgiu pela “mera curiosidade” de estudar um dos fenómenos físicos inseridos no dia-a-dia das pessoas, mas que nunca tinha sido abordado em ciência. No entanto os resultados obtidos surpreenderam e podem ser aplicados no desenvolvimento da robótica flexível.

“Descobrimos que utilizam um método muito sofisticado ao nível da mecânica de fluídos. Trata-se de um processo dinâmico e muito rápido, pelo que conseguem dar quatro lambidas por segundo à velocidade de um metro no mesmo período de tempo”, destacou.

Pedro Reis admite a aplicação dos resultados obtidos à robótica flexível (Foto: Donna Coveney)
Pedro Reis admite a aplicação dos resultados obtidos à robótica flexível (Foto: Donna Coveney)
Desta forma, o gato torna-se no animal mais rápido do mundo a lamber, num recorde inalcançável para o ser humano, por exemplo. “Eu já tentei beber da mesma forma com essa velocidade e não consigo”, gracejou o investigador, que confessou ser um experimentalista.

Fechar a boca no “momento exacto”

Na base do processo a que os felinos recorrem para beber está a mecânica de fluídos, onde intervêm, entre outros parâmetros, a viscosidade, a gravidade e a inércia. Os gatos só recorrem a estes dois últimos.

Quando bebem, há um equilíbrio entre a inércia – movimento vertical induzido pela língua do gato – e a gravidade. A coluna do líquido que está a ser ingerido forma-se por acção da primeira força, que inicialmente “vence” a gravidade. No entanto, à medida que o seu volume aumenta, a força gravítica começa a ganhar. Outra das “proezas” dos gatos consiste no facto de fecharem a boca no exacto instante em que o volume da coluna é máximo, de forma a optimizar o processo. “Eles instintivamente conseguem explorar a mecânica de fluídos de uma forma brilhante”, congratulou-se Pedro Reis.

Língua mecânica da ISS

O estudo começou do ponto de vista observacional, com recurso a câmaras especializadas para filmar a “alta velocidade”. Depois da análise das imagens e da teoria ter sido desenvolvida, houve a necessidade de testar vários parâmetros, pelo que os investigadores refizeram o processo em laboratório com recurso a uma “língua mecânica”.

Utilizaram o protótipo de uma experiência a ser usado na Estação Espacial Internacional (ISS), que simula o movimento da língua dos felinos e conseguiram estabelecer os critérios para estudar mais pormenorizadamente o fenómeno: o tamanho do órgão muscular, a altura máxima e a velocidade a que se movia.

Depois desta etapa, sentiram ainda a necessidade de testar o processo em felinos de maior porte, pois os gatos domésticos têm um tamanho muito similar, tornando-se insuficientes para comprovar que todos os animais desta família bebiam da mesma forma.

                      
                       Simulação do processo em "língua mecânica"

Começou a era da “Youtubelogia”

É nesta fase que o Youtube entra, pela primeira vez, na história da investigação científica. Para além de ter feito observações no Zoo New England – para medir a frequência de várias espécies de felinos -, Pedro Reis e os colegas recorreram ao site de partilha de vídeos para complementar as suas observações.

“O Youtube chegou à ciência, pela primeira vez. Começou a era da Youtubelogia e esta é só mais uma das vertentes inovadoras do estudo”, brincou o português, acrescentando que este recurso implicou várias formalidades legais, para que todo o processo não pudesse ser posto em causa futuramente.  

Língua é um músculo hidro-estático pois não tem suporte esquelético (Foto: Micaela Pilotto, Roman Stocker e Pedro Reis)
Língua é um músculo hidro-estático pois não tem suporte esquelético (Foto: Micaela Pilotto, Roman Stocker e Pedro Reis)
Depois de todas as observações efectuadas, os investigadores concluíram ainda que os animais mais pesados, como os leões, bebem com uma frequência mais baixa, de forma a manter o equilíbrio entre a inércia e a gravidade.

Dos gatos à robótica

Apesar de poder parecer que este estudo trata apenas curiosidades científicas, o investigador português frisou que os resultados obtidos podem ser aplicados à robótica flexível, que estuda os músculos hidro-estáticos, isto é, que não têm suporte esquelético, como a língua, a tromba dos elefantes ou os braços dos polvos.

“É uma área em fase inicial, mas muito ‘na moda’ em robótica. Nós mostrámos que com estes órgãos conseguem-se funcionalidades muito complexas como beber a alta velocidade”, concluiu Pedro Reis, dizendo ainda que tinha sido “um prazer falar de ciência em português”, algo que não fazia com frequência há 15 anos.

Para ver vídeos das observações realizadas, clique aqui.

marizete assis alves
2010-11-19
01:44
ADOREI ESTA REPORTAGEM.
Obrigada.

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