Artigo traduzido de: Creation 34(3):43.  de 1997. Julho 2012.Título original: “Woodpecker: head-banging wonder”. Copyright Creation Ministries International Ltda. Usado com permissão. 

por David Catchpoole*

Tradução de Daniel Ruy Pereira. 

Revisão de Saulo Reis e Natã Gomes.

O pica-pau martela a madeira com o seu bico. Assim, faz buracos nas árvores para se alimentar, ou para escavar buracos de armazenamento ou ainda cavidades para fazer seu ninho.

As forças de impacto da bicada são imensas. A cabeça do pica-pau subitamente pára de forma abrupta quando o bico atinge a madeira, resultando em forças de desaceleração na ordem de 1200 g (isto é, 1200 vezes a força da gravidade) (1). Em um forte contraste, apenas 300 g deixariam um humano com concussão ou com sérios ferimentos no cérebro. Alguns pica-paus podem mesmo ser capazes de tolerar forças de impacto maiores de 6000 g! (2) E isso em repetidas cabeçadas – cerca de 18 a 22 vezes por segundo (3) – mesmo assim, sem sinal de desmaio ou dano cerebral.

Um grande desafio que confronta os engenheiros é a necessidade de um novo sistema de absorção de choque para a proteção de micro-dispositivos, isto é, o melhoramento da tolerância às forças-g para a utilização em ambientes de altas forças-g. Impressionados com a resistência da cabeçada dos pica-pau, uma equipe de engenheiros investigou seu “avançado mecanismo de absorção de choque” (1, 4)

Com a ajuda de imagens de tomografia computadorizada de raio-x (TC) das estruturas esqueléticas do pica-pau, os engenheiros compreendaram as capacidades de absorção de choque

– do bico feito de material elástico;

– do aparato hióide (músculos e tendões que dão apoio à garganta e à língua, além de reforçarem a cabeça);

– de um osso esponjoso especialmente localizado atrás do bico;

– de um osso especial do crânio, que contém líquido espinal.

Todas essas características “se enfileiram”, amortecendo e dissipando, sequencialmente, as “excitações mecânicas”, impedindo dano cerebral (1). Outros pesquisadores confirmaram que é o efeito combinado dessas características que confere proteção, mais que qualquer outro fator analisado (5, 6).

Inspirado pelo osso esponjoso que absorve impacto no pica-pau, os engenheiros utilizaram os mesmos princípios com substâncias metálicas e elásticas para projetar um sistema de absorção de choque com a finalidade de proteger micro-dispositivos comerciais.

Quando testados a 60.000 g, a teconologia inspirada no pica-pau reduziu a taxa de falhas de micro-dispositivos para apenas 0,7%, comparados aos 26,4% dos métodos de absorção de choque convencionais – uma grande melhoria (1). Esses mesmos princípios da antomia do pica-pau poderiam guiar o projeto de capacetes mais eficientes e outros dispositivos para proteger a cabeça de pilotos e trabalhadores (5).

Parece que os engenheiros podem reconhecer um bom projeto quando o veem (7). Nós também deveríamos (Romanos 1:20).

Referências e notas

(1) Yoon, S.-H. e Park, S., A mechanical analysus of woodpecker drumming and its application to shock-absorbing systems, Bioinspiration & Biomimetics 6:016003, 17 janeiro 2011.

(2) Gibson, L., Woodpecker pecking: how woodpeckers avoid brain injury, Journal of Zoology 270(3):462-465, 2006.

(3) Algumas vezes até mais rápido, por exemplo, o Picoides scalaris, um pica-pau norte-americano, é conhecido por atingir uma árvore a 28,4 batidas por segundo, e essas batidas se repetem de 500 a 600 vezes por dia. (Ref. 1)

(4) Eles também louvam o bico como sendo um “cinzel especializado, eficaz ao perfurar uma árvore; ao contrário dos cinzéis manufaturados, o bico é auto-afiante” – ref. 2.

(5) Wang, L. e cinco outros colegas, Why do woodpeckers resist head impact injury: a biomechanical investigation, PloS ONE 6(10):e26490, 2011.

(6) Assim, no primeiro pica-pau, todas as características já deveriam estar presentes e funcionais. Para mais exemplos veja www.creation.com/irred-complex.

(7) Para mais exemplos de engenheiros copiando os projetos da natureza, veja www.creation.com/biomimetics.

*David Catchpoole, B.Ag.Sc. (Hons.), Ph.D., trabalhou com fisiologista vegetal e educador científico, especializando-se em agricultura e horticultura tropical. Ele trabalha tempo integral para o Creation Ministries International, na Austrália.