Perché non in possesso di un uovo tra due mani e premendo lungo il suo asse, rendono quasi impossibile da rompere? Il professor Marc Andre Meyers è stato prima perplesso da questo come un bambino che cresce in Brasile. Successivamente ha proposto il problema ai suoi studenti che ha portato alla carta ‘ Nature’s technical ceramic: il guscio d’uovo aviaria ‘ pubblicato oggi nel Journal of the Royal Society Interface.

La funzione del guscio d’uovo è quella di proteggere l’embrione dall’ambiente, ma non può essere troppo forte altrimenti il pulcino non sarebbe in grado di scoppiare e schiudersi. È fatto di carbonato di calcio, un importante biomineral, che è diverso dall’idrossiapatite, la componente minerale dell’osso.

Nello studio, uova di diverse dimensioni, dalla quaglia allo struzzo, sono state testate sulla loro resistenza utilizzando un sistema elettromeccanico che ha compresso le uova tra due pezzi di gomma. Quando un uovo viene compresso in questo modo, le sollecitazioni di trazione si sviluppano radialmente nel guscio. È solo quando questo sforzo di trazione radiale raggiunge un livello critico, pari alla resistenza alla trazione del carbonato di calcio, che l’uovo si rompe.

Le uova di gallina hanno una resistenza alla compressione di 100 libbre, mentre le uova di struzzo hanno dato valori di oltre 1000 libbre. Le dimensioni e lo spessore del guscio sono stati i fattori più importanti nel determinare la resistenza del guscio. La forza dei gusci d’uovo diminuisce con l’aumentare delle dimensioni e quindi dello spessore, ma la forza necessaria per rompere l’uovo aumenta perché lo stress (forza/area) è inferiore.

Il professor Meyers è stato felice di avere finalmente una risposta alla domanda che lo ha sconcertato per anni:

“Abbiamo risposto al paradosso che mi è stato posto cinquant’anni fa, e questo mi rende molto felice. Questo documento ha rivelato, per la prima volta, il meccanismo con cui le uova si rompono quando sottoposte a compressione assiale. Non è la compressione delle mie mani che rompe l’uovo, ma la tensione generata radialmente.”

Parlando di espandere il lavoro, ha detto:

“Vorremmo verificare l’universalità delle nostre equazioni testando le uova di tutti i tipi di uccelli. Ci sono una varietà di uccelli interessanti che non abbiamo testato perché le loro uova sono difficili da trovare: pinguini, aquile, dinosauri…”

Nel 2015 il numero di uova da tavola prodotte in America era di 83,1 miliardi. Di questi, circa il 6,4% dovrebbe essere danneggiato o rotto tra la produzione e il raggiungimento del consumatore. E con una dozzina di uova in media $2.47 questo equivale a una perdita di oltre un miliardo di dollari all’anno nei soli Stati Uniti.

Comprendere la biomeccanica dei gusci d’uovo non è mai stato così importante.