Há muito tempo já se sabe que a esponja Euplectella aspergillum, também conhecida como “cesta de flores de Vênus” é muito resistente, mas agora cientistas da Universidade de Harvard, nos Estados Unidos, mostraram que sua estrutura esquelética tem uma relação resistência-peso mais alta do que os designs tradicionais de treliça usados por séculos em edifícios e pontes.
Descobrimos que a estratégia de reforço diagonal da esponja alcança a maior resistência à curvatura para uma determinada quantidade de material, o que significa que podemos construir estruturas mais fortes e resilientes reorganizando de forma inteligente o material existente dentro da estrutura,” disse Matheus Fernandes, que é brasileiro e principal autor do artigo na revista Nature Materials.
Para apoiar seu corpo tubular, a esponja do mar conta com dois conjuntos de suportes diagonais paralelos que se cruzam e se fundem a uma grade inferior, formando um padrão semelhante a um tabuleiro de xadrez, tornando-a extremamente resistente.
Em simulações e experimentos, Fernandes e seus colegas replicaram este design e compararam a arquitetura do esqueleto da esponja com as geometrias de rede existentes. O design da esponja superou todos eles, suportando cargas mais pesadas e sem entortar.
A pesquisa mostrou também que estruturas feitas a partir do mesmo design da esponja obtiveram uma melhoria na resistência estrutural em mais de 20%, sem a necessidade de de materiais adicionais para atingir esse efeito.
Em muitos campos, como a engenharia aeroespacial, a relação força-peso de uma estrutura é extremamente importante. Esta geometria de inspiração biológica pode fornecer um roteiro para o projeto de estruturas mais leves e fortes para uma ampla gama de aplicações”, disse James C. Weaver, um dos autores do artigo.
Há mais de 20 anos estudamos as relações estrutura-função em sistemas esqueléticos de esponja, e essas espécies continuam a nos surpreender”, complementou Weaver.
Os pesquisadores acreditam que sua abordagem pode ser estendida para projetar estruturas em uma ampla gama de escalas de comprimento.
Abaixo está um vídeo ilustrativo (em inglês) sobre o estudo com a esponja:
O artigo original foi publicado na Revista Científica Nature, disponivel neste link.