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O besouro do pinheiro da montanha é uma das principais causas de mortalidade de árvores nas florestas de pinheiros da América do Norte. Por exemplo, o inseto matou milhares de acres de floresta de pinheiros na Colúmbia Britânica e em Alberta e, como resultado, as áreas são mais vulneráveis a incêndios florestais. O aumento da mortalidade de árvores transformou as florestas do Canadá em uma grande fonte líquida de dióxido de carbono atmosférico – emitido pela madeira queimada ou em decomposição de árvores mortas – em vez de um sumidouro.
Em Física dos Fluidos, da AIP Publishing, pesquisadores da Universidade de Alberta estudaram o desempenho de voo do besouro do pinheiro da montanha a partir da mecânica dos fluidos e de uma perspectiva entomológica. Compreender esses aspectos do voo do inseto pode melhorar as estimativas de sua propagação no meio ambiente e preservar as florestas de pinheiros.
Para examinar o voo do inseto, a equipe empregou um tipo de modelo usado anteriormente para aerofólios idealizados. Eles mostraram que pode ser aplicado com sucesso a vários animais individuais em sexo biológico, idade do inseto e tamanho do corpo. Ao fazer isso, o modelo pode prever como esses fatores afetam as características do voo.
“Descobrimos que existe um agrupamento adimensional de velocidade e amplitude de batida de asa que pode prever o impulso produzido por um inseto, e que esse agrupamento pode melhorar drasticamente nossa capacidade de determinar fatores que afetam o desempenho de voo em insetos”, disse o autor Zahra Hajati.
Depois de olhar para vários insetos, cada um com sua forma de asa ligeiramente diferente (incluindo alguns com danos nas asas), idade e tamanho, a equipe encontrou diferenças por grupo. Os besouros fêmeas podem ter maior resistência de vôo do que os machos, e os besouros mais jovens voavam com menos impulso do que outras idades.
“Este modelo abre novos caminhos para a investigação entomológica, fornecendo um meio de melhorar drasticamente os níveis de confiança estatística para estudos de dispersão de insetos”, disse Hajati.
Para que o modelo de aerofólio funcionasse, os pesquisadores tiveram que modificá-lo para lidar com a asa 3D de um inseto, em vez da clássica forma de gota de um aerofólio idealizado. Surpreendentemente, a principal diferença entre os aerofólios idealizados e as pequenas asas reais foi a influência relativa da viscosidade, com os insetos sendo mais sensíveis do que o caso idealizado.
“Quando plotamos o modelo contra o impulso produzido pelos insetos, estávamos preparados para ver uma nuvem de pontos dispostos aproximadamente em uma linha, por isso ficamos muito empolgados em ver essa linha reta através de nossos dados”, disse Hajati “Ficamos surpresos em como linearmente as forças escalaram com o movimento da asa.”
As batidas de asas individuais duram cerca de um centésimo de segundo cada, e os pesquisadores analisaram as forças geradas por insetos ao longo de algumas batidas de asas. No entanto, na natureza, os insetos podem voar por horas durante os voos de dispersão. No futuro, a equipe planeja relacionar a escala de batida de asa a batida da geração de força e consumo de energia até onde os insetos podem se dispersar em voos inteiros.
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