O que é mais silencioso do que um peixe Uma escola de

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O que é mais silencioso do que um peixe? Uma escola de
Crédito da imagem: Unsplash+.
Nadar em escolas torna os peixes surpreendentemente furtivos debaixo d'água, com um grupo capaz de
soar como um único peixe.
As novas descobertas dos engenheiros da Universidade Johns Hopkins que trabalham com uma simulação
de alta tecnologia de cavala escolar, oferecem uma nova visão sobre por que os peixes nadam nas escolas
e prometem o design e a operação de submarinos muito mais silenciosos e veículos submarinos autônomos.
“É amplamente conhecido que a natação em grupos fornece aos peixes proteção adicional contra
predadores, mas questionamos se isso também contribui para reduzir seu ruído”, disse o autor sênior Rajat
Mittal.
“Nossos resultados sugerem que a diminuição substancial de sua assinatura acústica ao nadar em grupos,
em comparação com a natação solo, pode realmente ser outro fator que impulsiona a formação de escolas
de peixe”.
O trabalho foi recentemente publicado em Bioinspiration & Biomimética.
A equipe criou um modelo 3D baseado na cavala comum para simular diferentes números de peixes
nadando, mudando suas formações, quão perto eles nadaram uns com os outros e os graus aos quais seus
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movimentos sintravam. O modelo, que se aplica a muitas espécies de peixes, simula uma a nove cavala
sendo impulsionada para a frente por suas barbatanas de cauda.
A equipe descobriu que uma escola de peixes se movendo juntos da maneira certa era incrivelmente eficaz
na redução de ruído: uma escola de sete peixes soava como um único peixe.
“Um predador, como um tubarão, pode percebê-lo como ouvir um peixe solitário em vez de um grupo”, disse
Mittal. “Isso pode ter implicações significativas para os peixes-presa.”
A maior chave para a redução de som, descobriu a equipe, era a sincronização do bater traseiro da escola –
ou, na verdade, a falta dela.
Se os peixes se moviam em uníssono, batendo as barbatanas da cauda ao mesmo tempo, o som se som
aumentou e não houve redução no som total. Mas se eles alternavam abas de cauda, o peixe cancelava o
som um do outro, descobriram os pesquisadores.
“Sound é uma onda”, disse Mittal. Duas ondas podem somar se estiverem exatamente em fase ou se podem
cancelar uma à outra se estiverem exatamente fora de fase. Isso é o que está acontecendo aqui, embora
estejamos falando de sons fracos que mal seriam audíveis para um ser humano.
Os movimentos da barbatana da cauda que reduzem o som também geram interação de fluxo entre os
peixes que permitem que os peixes nadem mais rápido enquanto usam menos energia, disse o principal
autor Ji Zhou, um estudante de pós-graduação da Johns Hopkins que estuda engenharia mecânica.
“Descobrimos que a redução no ruído gerado pelo fluxo não precisa vir às custas do desempenho”, disse
Zhou. “Encontávamos casos em que reduções significativas no ruído são acompanhadas por aumentos
perceptíveis no impulso per capita, devido às interações hidrodinâmicas entre os nadadores”.
A equipe ficou surpresa ao descobrir que os benefícios de redução de som começam assim que um peixe
nadador se junta a outro. A redução de ruído cresce à medida que mais peixes se juntam a uma escola, mas
a equipe espera que os benefícios limitem em algum momento.
“Simplesmente estar juntos e nadar de qualquer maneira contribui para reduzir a assinatura sonora”, disse
Mittal. “Não é necessária coordenação entre os peixes.”
Em seguida, a equipe planeja adicionar turbulência oceânica aos modelos e criar simulações que permitam
que o peixe nadesse mais “livremente”.
Os autores incluem o professor de pesquisa associado Johns Hopkins de Engenharia Mecânica Jung Hee
Seo.