Biomecânica dos Pingüins

O corpo do pingüim aparenta-se perfeitamente adaptado para a vida aquática, graças a seu formato hidrodinâmico e de seu centro de gravidade específico. Em relação a sua capacidade de mergulhar, esta função não é limitada pelo tamanho da superfície, mas sim pela razão do volume. Entretanto, efeitos consideráveis de escala podem ser observados pelas proporções do corpo e pelas asas em formato de barbatana, tanto quanto na cinemática do movimento da asa.]
Durante o nado submerso, o peso do corpo é compensado pela flutuação hidrostática; consequentemente, o poderoso aparato de vôo é utilizado apenas para produção do empuxo da ave na água. As asas funcionam como "hidrofólios". O mecanismo de produção de força é, a princípio, similar ao das aves que voam, mas ao contrário do vôo rápido no ar, o empuxo é intensamente produzido pelo animal, durante a batida da asa para cima e para baixo; por isso perfis praticamente simétricos das asas são constatados.

A princípio, o aparato de vôo dos pingüins consiste nos mesmos elementos originais do aparato de vôo dos pássaros. Entretanto as estruturas foram modificadas gradualmente como uma adaptação ao "vôo subaquático". A ossatura da cinta peitoral tornou-se muito maior, e as lâminas do ombro foram aumentadas também. O tórax é protegido por três grandes lâminas ósseas. Por isso foram necessárias modificações em certas articulações para tornar a respiração possível.


Articulação humeral do pingüim (Bone, 1994)

Já que as asas dos pingüins funcionam completamente esticadas em todas as fases das batidas para cima e para baixo durante o nado, todo o gerenciamento e ajuste das funções dos movimentos são centralizados nas juntas do ombro, que representam articulações inéditas e nunca antes descritas.


Esquema de forças que atuam no pingüim durante o batimento da asa para baixo (A) e para cima (B).Fp, força do músculo peitoral; Fd, força do músculo dorsal; Fs, força do músculo supracoracóide (músculo da asa, responsável pelo seu batimento); T, empuxo; L, força lateral; V, força vertical. (Bone, 1994).

Supõe-se que o modelo cinemático do movimento das juntas do ombro dos pingüins pode ser aplicado, com variações, com as juntas de seus outros familiares voadores, embora a batida da asa para cima nas aves que voam seja um pouco mais complexa.
Esta cinemática das juntas e articulações leva a uma nova interpretação da função do sistema muscular. Além da preponderante produção muscular de empuxo, os músculos podem ser distinguidos como aqueles que gerenciam a transferência de força para o corpo. Outros músculos determinam a posição e o ângulo de inclinação da asa do animal de acordo com a condição da maré (a asa apresenta também a mesma função de um flap de avião, dobrando-se de acordo com a necessidade).


Formato anatômico dos pingüins. (Bone, 1994)

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