Für Biologen und Ingenieure ist die Frage, wie viel Kraft eine Schlange ausüben kann, seit langem von Interesse.
Ein Forscherteam versuchte, genau diese Frage zu beantworten, indem es die Würgekraft einer 7 Meter langen Netzpython namens Sophia maß. Die Herausforderung bestand jedoch nicht darin, die Frage zu stellen, sondern ein Experiment zu entwickeln, mit dem die Kraft der Schlange genau gemessen werden konnte.
Glücklicherweise standen die Experten von Omega Engineering und unsere umfassende Auswahl an Messtechnologie zur Verfügung, um dabei zu helfen.
Die Herausforderung
Netzpythons gehören mit einer durchschnittlichen Länge von 3 bis 6 Metern zu den größten Schlangen der Welt. Diese Raubtiere jagen in der Regel Hühner, Enten, Ratten, Hauskatzen, Hunde und Schweine, aber es gab auch Fälle, in denen sie Menschen angegriffen haben. Als sich kürzlich ein solcher Angriff auf einen indonesischen Landarbeiter ereignete, wollte ICON Films wissen, wie viel Kraft Netzpythons beim Würgen ausüben – und sie wollten die Antwort live filmen.
Um Hilfe zu erhalten, wandten sie sich an Dr. Scott Boback, einen außerordentlichen Professor für Biologie am Dickinson College in Pennsylvania, der sich auf Herpetologie spezialisiert hat – den Zweig der Zoologie, der sich mit der Erforschung von Amphibien und Reptilien befasst.
„Es mag der Traum eines 14-jährigen Jungen sein, einen solchen Feldversuch durchzuführen“, sagte Dr. Boback, „aber für mich ist es auch eine faszinierende wissenschaftliche Frage: ‚Wie töten Würgeschlangen ihre Beute?‘“
Obwohl er zuvor noch keinen solchen Test mit Pythons durchgeführt hatte, hatten Dr. Boback und sein Partner Dr. Charles Zwemer – ebenfalls Associate Professor für Biologie am Dickinson College – ähnliche Tests mit Boa constrictors in ihrem Labor durchgeführt. Die Herausforderung bestand darin, herauszufinden, wie ein solcher Test im Freiland durchgeführt werden kann.
Herausforderung • Wie viel Kraft üben Netzpythons beim Würgen aus?
• Nachbau eines Hydrauliksystems mit leichter Ausrüstung
„Wenn man misst, wie viel Kraft ausgeübt wird“, so Dr. Boback, „wäre eine Flüssigkeit wie in einem Hydrauliksystem ideal.“ Seine Laborgeräte waren jedoch zu groß und zu sperrig, um sie mit ins Feld zu nehmen, und er musste einen anderen Weg finden, um ein Hydrauliksystem mit leichtem Gerät nachzubilden.
Mit Druckmessumformern Herausforderungen bei der Messung meistern
Lösung • Erstellen Sie ein geschlossenes Hydrauliksystem• Einen Druckwandler mit USB-Anschluss
• Einen Laptop
• Hochdruckschläuche
• Einen mit Wasser gefüllten Schlauch aus einem kleinen Traktor
Die Messung der Würgekraft einer Schlange ist keine einfache Aufgabe. Um die erforderlichen Daten zu sammeln, arbeitete das Team des Dickinson College mit den Drucktechnologie-Experten des Omega Engineering-Teams zusammen.
In Zusammenarbeit entwickelten die Teams einen Hydraulikkreislauf, der aus einem kleinen, mit Hydraulikflüssigkeit gefüllten Schlauch bestand, der mit einem Hochdruckschlauch verbunden war, der wiederum zu einem mit hoher Genauigkeit messender Druckwandler von Omega führte.
Dieser war mit einem Laptop verbunden, auf dem die Datenerfassungssoftware von Omega lief, sodass der von der Schlange ausgeübte Druck in Echtzeit überwacht werden konnte.
Der nächste Schritt bestand darin, eine Schlange zu finden. Dr. Boback und Dr. Zwemer trafen sich mit dem ICON-Filmteam in Boston und fuhren dann zu New England Reptile Distributers, wo eine 7 Meter lange Netzpython namens Sophia lebt.
Nachdem sie Sophia (und dem Rest des Teams von New England Reptile Distributers) vorgestellt worden waren, war das Team bereit, mit den Tests zu beginnen. Zunächst führten sie vorsichtig den Innenschlauch des Hydrauliksystems direkt unter die Haut des Testobjekts ein, das die Schlange angreifen sollte, in diesem Fall ein Schweinekadaver.
Während die Schlange sich um das Schwein schlang, maß Dr. Boback den Druck auf den mit Wasser gefüllten Innenschlauch, den er in die Brust des Schweins eingeführt hatte.
Die Ergebnisse: Eine überraschende Entdeckung
Ergebnisse • Die Schlange erzeugte einen Druck von fast 300 Millimetern Quecksilbersäule• Knapp 6 Pfund Druck pro Quadratzoll (psi) während der Umklammerung
• Dr. Boback glaubt, dass sie sogar noch stärker sein könnten
Als Sophia sich um das Schwein schlang, stellte das Team fest, dass sie einen Umfangsdruck von etwa 300 Millimeter Quecksilbersäule (mmHg) ausübte – was ungefähr 6 PSI entspricht. Auf den ersten Blick mag das nicht viel erscheinen, aber Dr. Boback wies auf die erheblichen Auswirkungen hin, die dieser Druck auf die inneren Organe haben kann.
„Es gibt den Mythos, dass Schlangen ihre Beute so lange quetschen, bis sie nicht mehr atmen kann, aber das ist nicht richtig“, erklärte Dr. Boback. „300 Millimeter mögen bescheiden erscheinen, aber sie können bei einem lebenden Tier sehr schnell erhebliche innere Schäden verursachen.“
Dieses Ergebnis war zwar aufschlussreich, warf aber auch weitere Fragen über die wahre Stärke dieser Schlangen auf – Fragen, die von den Ingenieuren von morgen (mit Hilfe der Omega-Experten) gelöst werden müssen.
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