A Mecânica do Voo Animal

Os seres voadores estão entre os mais especializados dentre os vertebrados. O voo como definição própria se refere a ação de voar, ou seja, ao momento que se realiza um deslocamento aéreo.

Este manuscrito tem como objetivo elucidar princípios acerca do voo animal, de uma forma mais abrangente, visando um público mais heterogêneo. Durante a exemplificação desse tema, alguns conceitos físicos serão utilizados, de forma bem introdutória, somente para auxiliar no entendimento do assunto. Dito isso, espero que a leitura se dê de modo elucidativo, chegando a todos que querem aprender e se interessam sobre o assunto.

A mecânica do voo garante eficiência e praticidade na mobilidade dos animais que a usufruem,os auxiliando de diversas formas incluindo as seguintes:

-Maior efetividade na procura de alimento e abrigo;

-Grande possibilidade de fuga, em relação a predadores que não voam;

-Cenário migratório, onde os animais voadores podem deslocar-se de acordo com a estação do ano, para regiões onde o clima e outros fatores sejam favoráveis.

Considerando os princípios mecânicos envolvidos, podemos dividir os animais voadores em três categorias: (os que efetuam o pára-quedismo, os que planam e os que efetuam o voo propulsionado ou propriamente dito.

Entre todas as classes de vertebrados, pode-se encontrar alguns indivíduos com capacidade de realizar o pára-quedismo ou o voo planado. Quanto ao voo propriamente dito, só três grupos entre os cordados e os artrópodes conseguem mantê-lo: pássaros, insetos e os morcegos. Evidências indicam que os pterossauros, já extintos, também eram capazes de voar.

Pára-quedismo:

Todos os indivíduos pára-quedistas são arborícolas (animais cuja vida se dá principalmente nas árvores). Esses animais se lançam a partir de um salto, estendem os membros para os lados, controlando sua orientação. Quando esses animais descem, utilizando os seus pára-quedas, sobre eles age uma única força aerodinâmica paralela com a direção do ar que passa por ele. O animal atingirá uma velocidade constante quando a força aerodinâmica total sobre ele contrabalançar seu peso.

Dentre as espécies pára-quedistas, podemos citar o sapo voador de Bornéu (Rhacophorus dulitensis) onde seu pára-quedas é formado pelas palmas abertas ; um gênero de serpentes arborícolas que emprega o pára-quedismo controlado em ângulos fechados; alguns lagartos que podem descer em ângulos de aproximadamente 70°; vários gêneros de lagartixa (família Gekkonidae) que apresentam membranas entre os dedos e franjas na cabeça e no corpo e finalmente os famosos esquilos arborícolas pequenos, que utilizam o pára-quedismo para amortecer uma queda, esticando as pernas e a cauda.

Planeio:

Serão considerados nesse tópico animais que usufruem somente do planeio para se locomover, ignorando por exemplo, diversas espécies de aves, que conseguem percorrer certas distâncias aproveitando-se somente dos movimentos do ar e planando, porém também realizam o voo propriamente dito.

Um animal planador se desloca no ar em sentido descendente, sem a realização de trabalho. Diversos peixes, alguns gêneros de lagartos e indivíduos de três ordens de mamíferos são planadores. O lagarto voador (Draco volans), possui asas planadoras, constituídas por pele dobrada sustentada por elongações das costelas, que podem ser dobradas, deixando as patas livres para a movimentação normal.

A asa planadora dos mamíferos é basicamente uma pele, denominada patágio, que se alonga das patas dianteiras até as traseiras. Os roedores (incluindo os esquilos da família Sciuridae) e os marsupiais voadores (família Phalangeridae) possuem patágio. A terceira ordem de mamíferos planadora, apresenta os "lêmures voadores" (ordem Dermoptera), que planam utilizando um outro tipo de asa. Essas asas planadoras incluem os dedos e se estendem até o queixo e a cauda.

Os "peixes voadores" (família Exocotidae) possuem barbatanas expansíveis e, graças a isso, conseguem planar por uma certa distância após saltarem da água.

Voo Propriamente Dito ou Propulsionado:

   

A maioria dos animais que voam efetuam o denominado voo propriamente dito ou propulsionado. Nesse caso, há realização de trabalho a fim de se manter no ar. O voo propriamente dito apresenta diferentes mecânicas, cabendo uma  outra publicação futuramente para tratar desses assuntos.

Os pterossauros apresentavam longos asas estreitas sustentadas pelo braço e pelo quarto dedo de cada mão (o mais longo). Há indícios de que alguns pterossauros pudessem até mesmo nadar ligeiramente com suas asas. Outras evidências indicam que eles pudessem elevar a temperatura corpórea durante o voo.

Os morcegos são animais voadores bem sucedidos. Entre os diversos morcegos da ordem Chiroptera, há adaptações para se alimentar de insetos, frutos, flores, néctar e pólen, sangue e peixes. Essas adaptações só são possíveis devido a capacidade de voo desses mamíferos. As membranas de voo são mantidas pelos braços pelos dedos 3, 4 e 5, pelas patas posteriores e geralmente pela cauda.

As aves são os mais hábeis vertebrados voadores. As penas de voo são sustentadas pelos longos braços e por dígito robusto; as que se inserem na mão são as penas primárias e as do antebraço as penas secundárias.

Quando um pássaro bate as asas, a parte mais interna e rígida delas se move para cima e para baixo, enquanto a parte mais externa e mais móvel, formada pelas penas primárias, muda sua forma e posição, de modo que o fluxo contínuo de ar é empurrado através da área, varrida pelas asas.

Referências:

OKUNO, E. ET AL. (1982). Física para Ciências Biológicas e Biomédicas. São Paulo: Harbra.

REED, C. A. (1977). Analysis of Vertebrate Structure. Milton Hildebrand . The Quarterly Review of Biology.