Zoologia

La ventilazione dell’aria secondo l’ingegneria degli animali

La ventilazione dell’aria secondo l’ingegneria degli animali

Elia Magrinelli

luglio 21st, 2017

No comments

Le termiti, i cani della prateria e l’uomo hanno in comune la la caratteristica di grandi costruttori. Quando una qualsiasi di queste tre specie costruisce qualcosa deve confrontarsi con un problema comune: se uno qualsiasi di questi tre animali viene messo in una scatola chiusa senza ventilazione, per via della respirazione in più o meno tempo la scorta di ossigeno finisce ed aumenta l’anidride carbonica, portando alla morte dell’organismo dentro la scatola. I nostri grattaceli e le nostre mine sotterranee sono quasi completamente isolati dall’aria esterna, pertanto gli ingegneri umani hanno creato macchinari enormi in grado di ricambiare l’aria nei nostri edifici. Molti animali sono riusciti ad ottenere risultati simili molto prima di noi, questo video di It’s Ok To Be Smart ci racconta come.

Le montagne create dalle termiti hanno lo stesso problema. Quelle più grandi arrivano fino a 10 metri che se messi in scala umana sono paragonabili ad un edificio alto 3,5km. Queste montagne non contengono appartamenti ed uffici, ma hanno il compito di una grande fattoria. Le termiti raccolgono il legno sul quale, una volta portato dentro la struttura, crescono funghi dei quali le termiti si nutrono. Sia i funghi che le termiti producono moltissima anidride carbonica che se non venisse espulsa soffocherebbe sia le termiti che il loro raccolto. Al fine di mantenere areato il suo interno, l’intera costruzione funziona come un grande polmone.

Durante il giorno, il Sole riscalda le parti più esterni più in fretta rispetto all’interno, creando una corrente che muove l’aria nelle camere più esterne verso l’alto, e quella nelle camere interne, più fredda, verso il basso. Durante la notte questa corrente viene invertita, in quanto l’aria nelle camere più esterne viene raffreddata dall’aria più fredda della notte. Grazie a questi movimenti d’aria, ossigeno ed anidride carbonica vengono continuamente scambiati tramite piccoli fori che mettono in comunicazione l’esterno con l’interno della montagna. Ancora più affascinante è come questa enorme struttura dalla grande capacità di ventilazione alimentata da nient’altro che il ciclo di temperatura diurno sia costruita senza un architetto, ma solo una combinazione di istinto e cooperazione innate nelle termiti.

Anche le formica della specie Atta colombica sono in grado di coltivare enormi quantità di funghi. Una colonia esaminata nel Sud America è arrivata a creare una struttura sotterranea in grado di coprire 50 metri quadri di superficie, ospitando circa 8 milioni di formiche. A differenza delle torri delle termiti, le colonie di queste formiche si estendono fino a 8 metri sotto terra, come riescono mantenere ventilati tutti i cunicoli della colonia?

Prima di rispondere a questa domanda, provate a fare un breve esperimento: prendete un foglio di carta e tenendolo per un lato, posatelo al di sotto del vostro labbro inferiore. Ora soffiate dell’aria al di sopra del foglio. Noterete che in modo alquanto contro intuitivo il foglio di carta su qui soffiate si solleva, ma per capire cosa sta succedendo basta considerare che l’aria si comporta in parte come un fluido. Quando soffiamo la corrente che creiamo spinge anche dell’aria circostante per viscosità (l’attrito per i fluidi). Così facendo si crea una zona dove l’aria è meno concentrata proprio al disopra del foglio che l’aria sotto al foglio tende a riempire sollevando il foglio stesso. Questo fenomeno viene chiamato effetto Coanda.

Adesso cerchiamo di applicare questo principio alle costruzioni sotterranee delle formiche. Le colonie sotterranee possiedono una piccola collinetta posta al disopra della loro struttura. quando il vento spinge l’aria sopra questa collina la corrente creata crea una zona dove l’aria è meno concentrata proprio al disopra della collinetta, così facendo l’aria all’interno della colonia sotterranea viene attirata al di fuori dall’apertura sulla collinetta. Altre aperture costruite più basso provvedono a far entrare nuova aria nella colonia.Lo stesso effetto viene ottenuto dai cani di prateria e così fa anche un tipo di gambero, sfruttando l’effetto Coanda per ricambiare l’acqua nel suo rifugio.

Simili strutture sono anche state usate da architetti persiani ed egizi per centinaia di anni, anche se erano stati battuti nel tempo, qualche milione di anni, da piccoli animali. La natura è piena di animali in grado di ingegnerizzare l’ambiente che li circonda per a loro beneficio. A volte complessi problemi di ingegneria vengono risolti da nient’altro che la forza dell’evoluzione.

0 people found this helpful

0 people did not find this helpful

Lascia un commento

Il tuo indirizzo email non sarà pubblicato. I campi obbligatori sono contrassegnati *