Imagem Fernando Reinach
Colunista
Fernando Reinach
Conteúdo Exclusivo para Assinante

Quando um prato de feijão vai mais longe

Nosso andar é elegante e gracioso, e também extremamente eficiente do ponto de vista energético. Somos capazes de andar dezenas de quilômetros por quilo de feijão ingerido. Até agora, nenhum sapato, nenhuma técnica especial de balançar os braços, ou qualquer outro truque, foram capazes de melhorar o número de quilômetros caminhados por quilo de feijão consumido. Mas, agora, depois de anos investigando o funcionamento de nossas pernas, um grupo de cientistas construiu uma traquitana simples, mas extremamente sofisticada, que é capaz de diminuir o consumo de energia de uma caminhada em até 10%. Usando esse equipamento, um prato de feijão nos leva mais longe.

Fernando Reinach, O Estado de S. Paulo

13 Junho 2015 | 03h00

Exoesqueletos estão nos filmes de ficção científica e nos laboratórios de biomecânica das universidades. São equipamentos vestíveis que amplificam a força de nossos músculos. Esses equipamentos usam energia elétrica (nos laboratórios) ou fontes desconhecidas de energia (nos filmes) para tornar os heróis mais fortes (nos filmes) ou permitir que paraplégicos se locomovam (nos laboratórios). Entretanto, o verdadeiro desafio é construir equipamentos que não usem qualquer fonte de energia externa, mas que reduzam a quantidade de energia usada pelo nosso corpo para se locomover.

Analisando o funcionamento das pernas durante a caminhada, os cientistas descobriram que 50% da energia é gasta pelos músculos e tendões da parte inferior da perna, abaixo do joelho. São os músculos que movimentam o tornozelo. Grande parte dessa energia é usada para garantir que o tendão de Aquiles funcione como uma mola acoplada a uma espécie de embreagem. Durante um passo, quando colocamos o calcanhar no chão e nos inclinamos para a frente, esticamos uma “mola” que é composta pelo tendão e pelo músculo da panturrilha. Num segundo momento, quando o pé está atrás de nosso centro de gravidade, a energia retida pela mola é liberada e nos impulsiona para frente. Numa terceira etapa, quando o pé está fora do chão, tudo relaxa e posicionamos o pé de maneira que no próximo passo o calcanhar seja a primeira estrutura a tocar o solo. E aí tudo se repete.

Com base nessa descoberta, os cientistas construíram um pequeno exoesqueleto que recobre nosso pé e fica preso logo abaixo do joelho. Ele mimetiza o funcionamento do tendão de Aquiles e dos músculos ligados ao tendão. Uma haste na altura do tornozelo, e que se projeta para trás, segura uma ponta de uma mola. Outra haste, logo abaixo do joelho, segura uma espécie de embreagem que libera ou recolhe um fio preso na outra ponta da mola. O movimento da perna libera ou segura o fio nas diferentes etapas do andar. 

Esse mecanismo não usa nenhuma fonte de energia, e seu funcionamento pode ser visto em um vídeo produzido pelos cientistas.

Comparando o consumo de energia de nove pessoas caminhando com ou sem exoesqueleto, os cientistas puderam comprovar que ele é capaz de reduzir em até 10% nosso consumo de energia. Essa redução corresponde à retirada de 5 quilos das costas de uma pessoa. Ou, ao contrário, uma pessoa carregando uma mochila de 5 quilos e usando esse equipamento gasta a mesma quantidade de energia que gastaria se andasse sem a mochila e sem o equipamento. 

Resultados como esse mostram que, apesar de milhões de anos de seleção natural, a estrutura de nossas pernas ainda não atingiu seu nível máximo de eficiência energética. Ainda há espaço para o processo de seleção natural melhorar a eficiência energética de nosso caminhar. Ou, enquanto isso não acontece, para a ciência, caminhando na frente da seleção natural, fazer com que um prato de feijão nos leve mais longe. 

MAIS INFORMAÇÕES: REDUCING THE ENERGY COST OF HUMAN WALKING USING AN UNPOWERED EXOSKELETON. NATURE VOL. 522 PAG. 212 2015

FERNANDO REINACH É BIÓLOGO

Mais conteúdo sobre:
Fernando Reinach

Encontrou algum erro? Entre em contato

O Estadão deixou de dar suporte ao Internet Explorer 9 ou anterior. Clique aqui e saiba mais.