Conheça a esponja-do-mar que promete revolucionar a construção de arranha-céus

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.

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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.

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.

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