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Formigas usam a física para escavar túneis que podem durar décadas; entenda

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Imagem: iStock

Claudio Gabriel

Colaboração para Tilt, do Rio de Janeiro

24/08/2021 15h06

Com certeza você, em algum momento da vida, já se impressionou com as formigas. Seja pelo nível de organização, pela capacidade de levantar muito mais que seu peso ou até por como elas conseguem viver todas juntas. Mas, sabia que elas são capazes de construir túneis reforçados dentro da terra que podem durar décadas sem desmoronarem? Tudo isso com ajuda da física?

É o que mostrou um estudo realizado no Caltech (California Institute of Technology, Instituto de Tecnologia da Califórnia em português), nos EUA, liderado por José Andrade, engenheiro mecânico e civil. As informações são do site New Scientist.

Junto de outros cientistas, o pesquisador monitorou uma colônia de formigas em um recipiente com 500 mililitros de solo. Entre elas, estavam 15 formigas colhedoras ocidentais, de nome científico Pogonomyrmex occidentalis. Com ajuda de imagens tridimensionais de raio-X e simulações de computador, os cientistas conseguiram compreender a formação dessas "estruturas arquitetônicas" dos túneis cavados.

As formigas tendem a cavar túneis relativamente retos - Caltech/Reprodução - Caltech/Reprodução
As formigas tendem a cavar túneis relativamente retos
Imagem: Caltech/Reprodução

Para isso, os insetos permaneceram nesse espaço por um período de 20 horas. Radiografias foram feitas a cada 10 minutos para saber a posição das formigas e monitorar suas movimentações. Os pesquisadores, então, criaram um modelo matemático de computador usando esses dados para estudar as forças físicas que agiam sobre os túneis.

O tamanho da força exercita em cada grão do solo pôde ser calculado. A análise incluiu ainda dados de gravidade, fricção e umidade dentro da estrutura.

Os resultados do estudo indicam que as formigas exercem uma força no solo que acaba envolvendo o eixo do túnel, formando como se fossem arcos com um diâmetro que é maior que o túnel em si, o que facilita a locomoção. Dessa forma, a carga que atua nas partículas do solo, onde as formigas estão fazendo os túneis, é menor, o que evita desmoronamentos.

É como se essas estruturas formassem um bloco reforçado que não cai. Com essa realização, esses insetos deixam os túneis também mais duráveis, podendo sobreviver por décadas.

Outra coisa que impressionou os cientistas é que as formigas cavavam túneis retos que descem em um ângulo de repouso de cerca de 40º. Essa é a inclinação que, normalmente, os grãos criam naturalmente os montes — outro facilitador para que os túneis não caiam. As formigas também teriam a capacidade de escolher os grãos exatos para remover e continuar o arco de proteção no caminho.

O estudo e suas conclusões foram publicados em um artigo na revista científica Proceedings of the National Academy of Sciences.

De acordo com o artigo, as formigas fazem isso numa espécie de comportamento inerente. É algo aprendido desde que nascem e a realização é feita de forma natural. Elas só "seguem o fluxo". É como o ato de andar para os seres humanos.

Em entrevista para o site New Scientist, o pesquisador Andrade contou que os cientistas tinham ingenuamente pensado que as formigas talvez estivessem brincando ou que grãos de terra estivessem se deslocando, balançando. Apesar disso, ele diz que, de forma acidental, os pesquisadores se depararam com uma técnica de escavação que está de acordo com as leis da física e é incrivelmente eficiente.

A equipe do Caltech diz que busca replicar o algoritmo de comportamento dessas formigas para aplicar em robôs de mineração automatizados, que poderão ser usados aqui na Terra ou até mesmo em outros planetas, onde a mineração pode ser mais complexa e ainda não tão conhecida pelos humanos.