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El colibrí vuela mejor que un helicóptero
Cuando se trata de volar, la naturaleza aventaja a los ingenieros.
Al menos eso sugiere un estudio que compara a los colibríes o picaflores con uno de los microhelicópteros más avanzados del mundo.
Los investigadores observaron que, en términos de la energía que necesitan para alzar su peso en el aire, las aves son más de 20{d5fe200e80ac210c56740c39f7355f3e7037e4c86eb6f7923acf2d974a13616c} más eficientes que el helicóptero.
Sin embargo, el colibrí promedio está a la par con el artefacto, algo que demuestra “lo lejos que llegado la ingeniería de vuelo”, dicen los autores del estudio que publica la revista especializada Interface de la Real Sociedad británica.
El investigador principal David Lentink, de la Universidad de Stanford, California, Estados Unidos, explicó que el desempeño de vuelo del colibrí –el único pájaro capaz de sostenerse en el aire en el mismo lugar y de forma continuada– fue extremadamente difícil de medir.
“Imagina un pájaro de 4gr”, dijo.
“Las fuerzas que genera son diminutas”.
“Por eso la resistencia del ala del colibrí nunca ha sido medida de forma precisa”.
La resistencia aerodinámica es la fuerza opuesta a la fuerza de elevación que las alas de las aves generan al aletear.
Lentink y su equipo querían saber si las alas emplumadas del picaflor eran más eficientes –usando menos energía para vencer la resistencia– que las cuchillas de ingeniería de un helicóptero a una escala diminuta similar.
Para ello compararon el desempeño de los colibríes con un micro-dron de última tecnología llamado Black Hornet, un helicóptero de 16gr utilizado para tareas de vigilancia por las tropas británicas en Afganistán.
Picaflores vs drones
Para hacer las mediciones de laboratorio, utilizaron alas de ejemplares de colibríes conservados en museos.
Al colocar estas a las desprendidas en un aparato llamado «girador de alas», los investigadores pudieron medir con exactitud cuánta energía de aleteo era necesaria para elevar el peso del ave.
A su vez, colegas de la Universidad de la Columbia Británica en Canadá filmaron a pájaros silvestres en pleno vuelo, para medir el movimiento exacto de sus alas, que se baten hasta 80 veces por segundo.
“Al combinar el movimiento de las alas con el arrastre (medido en el laboratorio), pudimos calcular la energía aerodinámica que necesitan los músculos de los colibríes para sostenerse en aire”, explicó Lentink.
Una especie, el colibrí de Ana, es la campeona que se desempeña de forma más eficiente que el helicóptero.
Pero en promedio, el vuelo “quieto” de las aves está a la par con el del artefacto.
“Esto muestra que si diseñamos bien las alas, podemos construir drones igual de eficientes, si no más, que los picaflores”, dijo Lentink.
“Claramente, no estamos ni siquiera cerca de los colibríes en muchas otras métricas, como la tolerancia a las ráfagas de viento o el control visual de vuelo a través de interferencias, por mencionar algunos”.
“Pero si nos enfocamos en la eficiencia aerodinámica, estamos más cerca de lo que posiblemente jamás imaginamos”, expresó el científico.
Por su parte, Mirko Kovac, de la universidad Imperial College London, dijo que este estudio es un gran ejemplo de la investigación en el campo que vincula la biología y la ingeniería.
“Estudiar la forma de las alas de los colibríes no sólo puede ofrecer información sobre la biomecánica de los animales”, le dijo Kovac a la BBC, “estos conocimientos también pueden servir para construir la nueva generación de micro robots voladores”.
Aletear y volar
A medida que pájaros e insectos se mueven en el aire, sus alas se mantienen en un leve ángulo que desvía el aire hacia abajo.
Este desvío significa que el aire fluye más rápido sobre el ala que por debajo, lo que causa que se acumule presión de aire bajo las alas, mientras que se reduce la presión por encima.
Esta diferencia de presión es la que produce la elevación.
El aleteo crea una fuerza adicional hacia arriba y hacia adelante conocida como empuje, que contrarresta el peso del insecto y el arrastre de la resistencia del aire.
El movimiento hacia abajo también se conoce como “energético”, ya que prove la mayor parte del empuje. Durante este movimiento, el ala se dobla hacia abajo incluso más abruptamente.
Momentáneamente, el aleteo usa el peso de la criatura para moverse hacia adelante. Pero debido a que las alas continúan generando elevación, el animal permanence en el aire.
En cada movimiento ascendente, el ala se pliega levemente hacia dentro para reducir la resistencia.
BBC Mundo
