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Come la proboscide di un elefante manipola l’aria

Una nuova ricerca del Georgia Institute of Technology rileva che gli elefanti dilatano le loro narici per creare più spazio nei loro tronchi, consentendo loro di immagazzinare fino a nove litri d’acqua. Possono anche aspirare tre litri al secondo, una velocità 50 volte più veloce di uno starnuto umano (150 metri al secondo/330 mph).

Lo studio del Georgia Tech College of Engineering ha cercato di comprendere meglio la fisica di come gli elefanti usano i loro tronchi per spostare e manipolare aria, acqua, cibo e altri oggetti. Hanno anche cercato di capire se la meccanica potesse ispirare la creazione di robot più efficienti che utilizzano il movimento dell’aria per trattenere e spostare le cose.

Mentre i polpi usano getti d’acqua per muoversi e i pesci arcieri sparano acqua sopra la superficie per catturare gli insetti, i ricercatori della Georgia Tech hanno scoperto che gli elefanti sono gli unici animali in grado di utilizzare l’aspirazione a terra e sott’acqua.

Il documento, “Suction feed by elephants”, è pubblicato sul Journal of the Royal Society Interface .

“Un elefante mangia circa 400 libbre di cibo al giorno, ma si sa molto poco su come usano la proboscide per raccogliere cibo leggero e acqua per 18 ore al giorno”, ha affermato il PhD in ingegneria meccanica della Georgia Tech. studente Andrew Schulz, che ha guidato lo studio. “Si scopre che i loro bauli si comportano come valigie, capaci di espandersi quando necessario”.

Schulz e il team della Georgia Tech hanno lavorato con i veterinari dello zoo di Atlanta, studiando gli elefanti mentre mangiavano vari cibi. Per i grandi cubetti di rutabaga, ad esempio, l’animale li afferrò e li raccolse. Aspirava cubetti più piccoli ed emetteva un forte rumore di aspirapolvere, o il suono di una persona che beve noodles, prima di trasferire le verdure alla bocca.

Per saperne di più sull’aspirazione, i ricercatori hanno dato agli elefanti un tortilla chip e hanno misurato la forza applicata. A volte l’animale premeva sul chip e inspirava, sospendendo il chip sulla punta del tronco senza romperlo. Era simile a una persona che si inalava un pezzo di carta in bocca. Altre volte l’elefante aspirava a distanza, trascinando il truciolo fino al bordo della proboscide.

“Un elefante usa la proboscide come un coltellino svizzero”, ha detto David Hu, consulente di Schulz e professore alla George W. Woodruff School of Mechanical Engineering della Georgia Tech. “Può rilevare gli odori e afferrare le cose. Altre volte soffia via gli oggetti come un soffiatore di foglie o li annusa come un aspirapolvere”.

Osservando gli elefanti inalare il liquido da un acquario, il team è stato in grado di cronometrare le durate e misurare il volume. In soli 1,5 secondi, il bagagliaio ha assorbito 3,7 litri, l’equivalente di 20 sciacquoni simultanei.

Una sonda ultrasonica è stata utilizzata per effettuare misurazioni della parete del tronco e vedere come funzionano i muscoli interni del tronco. Contraendo quei muscoli, l’animale dilata le narici fino al 30%. Ciò riduce lo spessore delle pareti ed espande il volume nasale del 64 percento.

“All’inizio non aveva senso: il passaggio nasale di un elefante è relativamente piccolo e stava inalando più acqua di quanto avrebbe dovuto”, ha detto Schulz. “Solo quando abbiamo visto le immagini ecografiche e visto le narici espandersi che ci siamo resi conto di come lo hanno fatto. L’aria apre le pareti e l’animale può immagazzinare molta più acqua di quanto inizialmente stimato”.

Sulla base delle pressioni applicate, Schulz e il team suggeriscono che gli elefanti inalano a velocità paragonabili ai treni proiettili giapponesi da 300 miglia orarie.

Schulz ha affermato che queste caratteristiche uniche hanno applicazioni nella robotica morbida e negli sforzi di conservazione.

“Indagando la meccanica e la fisica dietro i movimenti dei muscoli del tronco, possiamo applicare i meccanismi fisici – combinazioni di aspirazione e presa – per trovare nuovi modi per costruire robot”, ha detto Schulz. “Nel frattempo, l’elefante africano è ora elencato come in pericolo a causa del bracconaggio e della perdita di habitat. La sua proboscide lo rende una specie unica da studiare. Imparando di più su di loro, possiamo imparare come conservare meglio gli elefanti in natura”.

Paolo Tescione

Paolo Tescione, Inizia in tarda età la passione di blogger e subito riesce a fondare alcuni blog in vari settori con oltre 40milioni di visite. Ha pubblicato oltre 10mila articoli sul web e libri che sono in vendita su Amazon. Consegue il Master alla Business School sole24ore. Specialista blogger, Seo, copywriter, digital marketing, content marketing. Manager ecommerce qualificato.

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