
O falcão-peregrino não sabe o que é dinâmica dos fluidos, não resolve equações de turbulência e jamais entrou em um laboratório de engenharia aeronáutica para fazer experimentos. Ainda assim, a estrutura de suas asas acaba de fornecer aos engenheiros uma solução promissora para um dos desafios dos futuros aviões movidos a hidrogênio. Mais uma vez, pesquisadores descobriram que, quando precisam resolver um problema complexo de engenharia, pode valer a pena olhar atentamente para aquilo que já existe na natureza.
Pesquisadores da Universidade de Aeronáutica e Astronáutica de Nanjing, na China, desenvolveram uma estrutura biomimética inspirada na asa do falcão-peregrino para melhorar o desempenho de trocadores de calor destinados à aviação a hidrogênio. O trabalho foi publicado na revista Physics of Fluids.
O detalhe é importante porque o hidrogênio apresenta vantagens potenciais para uma aviação de baixo carbono, mas também impõe sérios desafios de engenharia. Um deles é o gerenciamento térmico. Os trocadores de calor precisam transferir energia eficientemente sem impor resistência excessiva ao fluxo – objetivos que frequentemente entram em conflito. Foi aí que entrou o falcão.
O falcão-peregrino é conhecido por atingir velocidades extraordinárias durante seus mergulhos. Sua eficiência aerodinâmica está relacionada, entre outros fatores, à geometria de suas asas. Em vez de simplesmente tentar inventar uma solução do zero, os pesquisadores estudaram essa configuração e projetaram uma aleta para trocadores de calor baseada no perfil aerodinâmico da ave.
Isso é biomimética: estudar estruturas, mecanismos e estratégias encontrados nos seres vivos e tentar reproduzi-los tecnologicamente.
Por meio de modelagem numérica e simulações computacionais, os pesquisadores verificaram que as aletas inspiradas no falcão produziam vórtices localizados capazes de preservar uma boa transferência de calor e, simultaneamente, reduzir a resistência ao fluxo. Nos cenários simulados, o projeto reduziu a queda de pressão por unidade de comprimento em até 18,2% e o fator de atrito em até 10,7%. A equipe agora pretende avançar para um sistema experimental e, posteriormente, fabricar trocadores de calor completos.
Biomimética: aprender engenharia com a natureza
Essa estratégia está longe de ser incomum. Existe hoje todo um campo dedicado a observar soluções naturais para problemas tecnológicos. E a própria Universidade de Southampton, por exemplo, inclui oficialmente a aerodinâmica biomimética entre suas áreas de pesquisa. Há uma ironia interessante nisso.
Para construir uma estrutura biomimética, engenheiros precisam estudar cuidadosamente determinada característica biológica, compreender sua geometria, investigar sua função, modelá-la matematicamente, utilizar computadores para simulá-la, fabricar protótipos e testá-los. Em outras palavras, inteligência estuda uma estrutura altamente eficiente e tenta copiá-la. E, muitas vezes, mesmo dispondo de computadores, laboratórios, conhecimento acumulado e equipes altamente especializadas, conseguimos apenas reproduzir parcialmente aquilo que o organismo realiza naturalmente.
O falcão não precisou esperar que surgissem engenheiros para voar.
Copiando os feitos do Criador
A Bíblia afirma: “Ó Senhor, que variedade há nas Tuas obras! Todas com sabedoria as fizeste” (Sl 104:24). E o livro de Jó contém uma série de convites para observar a criação e aprender com ela. A ideia de que a natureza pode ser estudada como fonte de conhecimento, portanto, combina perfeitamente com uma visão criacionista. Nesse sentido, poderíamos definir poeticamente a biomimética como a engenharia humana tentando copiar alguns dos feitos do Criador.
Quando reconhecemos design em um avião, não fazemos isso simplesmente porque ele voa. Reconhecemos uma combinação funcionalmente integrada de peças, informação, materiais, geometria e sistemas direcionados a determinados resultados. O debate sobre design na biologia pergunta se estruturas biológicas que apresentam níveis extraordinários de organização funcional podem ser adequadamente explicadas apenas por processos não dirigidos ou se determinados padrões são mais coerentes com causalidade inteligente.
A biomimética não resolve sozinha essa discussão. Mas produz uma situação intelectualmente provocadora: sistemas reconhecidamente projetados por seres inteligentes estão sendo aperfeiçoados pela imitação de sistemas biológicos cuja origem, segundo a interpretação naturalista dominante, não envolveu planejamento inteligente. Vale pensar sobre isso.
E o fenômeno se repete em diversas áreas. Estruturas biológicas inspiram materiais, robôs, superfícies, sistemas de locomoção, sensores e soluções aerodinâmicas. Quanto mais conhecemos os organismos, mais descobrimos que características aparentemente banais escondem soluções sofisticadas. Talvez por isso a natureza continue funcionando como uma espécie de enorme laboratório aberto diante de nós.
“Pergunte às aves”
Há uma passagem bíblica particularmente apropriada para esse caso. Jó 12:7 aconselha: “Pergunte, porém, aos animais, e eles o ensinarão; pergunte às aves dos céus, e elas lhe contarão.” Os pesquisadores fizeram, de certa maneira, exatamente isso. Perguntaram a uma ave como diminuir a resistência e melhorar o fluxo em uma tecnologia humana.
Fonte: Inovação Tecnológica – “Falcão peregrino inspira motor de avião a hidrogênio”. O trabalho científico citado pela reportagem é Flow and heat transfer performance of hydrogen in printed circuit heat exchanger based on Peregrine Falcon bionic fins, publicado em Physics of Fluids, DOI 10.1063/5.0287964.









