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”.
