Uma esponja peculiar encontrada nas profundezas do oceano despertou o interesse de pesquisadores. O motivo é sua notável habilidade em controlar o fluxo de água através de seu corpo sem gastar energia. Eles descobriram que o controle de fluxo de energia zero da esponja poderia inspirar projetos de eficiência energética.
A Universidade de Roma Tor Vergata e a Escola de Engenharia Tandon da NYU realizaram recentemente uma pesquisa interessante. Através de uma simulação computacional de altíssima resolução, o estudo demonstra como a estrutura esquelética da esponja-cesta-de-vênus (Euplectella aspergillum) utiliza a energia das correntes marítimas . A pesquisa mostra como a esponja capta correntes lentas que descem em águas profundas e como essas correntes ascendentes levam a energia para a cavidade central do corpo, permitindo que ela se alimente de plâncton e outras partículas em suspensão.
O estudo foi co-liderado pelo Dr. Giacomo Falcucci, da Universidade Tor Vergata de Roma, e pelo Prof. Maurizio Porfiri, do Instituto Tandon da NYU.
O Dr. Falcucci afirma: " Do ponto de vista da engenharia, o sistema esquelético da esponja apresenta adaptações notáveis ao seu ambiente, não apenas do ponto de vista estrutural, mas também no que diz respeito ao seu desempenho fluidodinâmico ."
“ A esponja encontrou uma solução elegante para maximizar o fornecimento de nutrientes, operando inteiramente por meio de mecanismos passivos ”, acrescentou o Dr. Falcucci.
Método de Pesquisa e Ferramentas Utilizadas
O centro italiano de supercomputação CINECA disponibiliza o Leonardo , uma máquina de computação baseada em evidências. Trata-se de um modelo computacional 3D, composto por 100 bilhões de pontos, que representa a requintada estrutura esquelética em espiral.
Ele pode fazer cálculos astronômicos por segundo. A equipe integrou fluxo de água realista ao redor e através da esponja digital. Isso ocorreu em várias magnitudes e condições de corrente.
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Criando novos projetos de eficiência energética
Os pesquisadores enfatizam os princípios de biomimética da capacidade de combinação das esponjas. Eles acreditam que isso pode ser aplicado a novos projetos, incluindo a otimização de reatores químicos. É possível aumentar o fluxo de oxigênio por meio da construção dessas células como parte dos sistemas de ventilação. Isso também pode melhorar a filtragem do ar em ambientes internos.
As cristas curvas e irregulares podem até ser características de designs aerodinâmicos com baixo arrasto, que ao mesmo tempo proporcionam o fluxo de ar interno necessário . Mais uma vez, a natureza nos oferece um modelo engenhoso para a inovação tecnológica.
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Princípio de funcionamento natural
A esponja utiliza sua superfície espiralada, com cristas, que funciona como uma escada em espiral para realizar essa tarefa. Ela usa as leis simples da física para puxar a água para cima através de sua estrutura porosa, semelhante a uma armação. Dessa forma, economiza-se a energia necessária para bombeamento.
Essas estruturas em forma de treliça ajudam a economizar energia, minimizando o arrasto em altas velocidades de fluxo. A ventilação natural nos fundos oceânicos profundos é notavelmente eficaz. Isso demonstra como as esponjas desempenham um papel crucial nesse ambiente hostil. A pesquisa revelou que a filtragem passiva de alimentos pelas esponjas funciona apenas em velocidades de corrente muito baixas, da ordem de centímetros por segundo.
