Los cambios en las alas de las gaviotas inspiran aeronaves del futuro

Tres modelos de túnel de viento de alas de gaviota. Al combinar estudios aerodinámicos con modelos de fuerzas de inercia, la ingeniera aeroespacial Christina Harvey está obteniendo nuevos conocimientos sobre cómo las aves controlan su vuelo. - CHRISTINA HARVEY/UC DAVIS

   MADRID, 6 Sep. (EUROPA PRESS) -

   Científicos han usado la modelización y la aerodinámica para describir cómo las gaviotas pueden cambiar la forma de sus alas para controlar su respuesta a las ráfagas u otras perturbaciones.

   Estos cambios podrían aplicarse algún día a vehículos aéreos sin tripulación u otras máquinas voladoras, según afirman los uatores del estudio, publicado en la revista 'Proceedings of the National Academy of Sciences'.

   "Las aves realizan fácilmente maniobras difíciles y son adaptables, así que ¿qué es exactamente lo más útil de su vuelo para implementarlo en futuras aeronaves?", señala Christina Harvey, profesora adjunta del Departamento de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial de la Universidad de California en Davis (Estados Unidos) y autora principal del trabajo.

   Harvey empezó a estudiar las gaviotas como estudiante de máster en zoología en la Universidad de la Columbia Británica, después de licenciarse en ingeniería mecánica. "Las gaviotas son muy comunes y fáciles de encontrar, y son unos planeadores realmente impresionantes", explica, citado por Eureka Alert.

    Continuó su trabajo sobre las gaviotas como estudiante de doctorado en la Universidad de Michigan. Recientemente se incorporó a la facultad de la UC Davis tras completar su doctorado en ingeniería aeroespacial.

   En marzo de este año, Harvey y sus colegas de la Universidad de Michigan publicaron un artículo en 'Nature' en el que analizaban la dinámica de vuelo de 22 especies de aves. Mientras que los estudios anteriores solían centrarse en la aerodinámica -cómo se mueve el aire alrededor de un pájaro-, Harvey desarrolló ecuaciones para describir las propiedades inerciales de las aves, como el centro de gravedad y el punto neutro, donde las fuerzas aerodinámicas pueden modelarse de forma coherente como fuerzas puntuales.

   Las aeronaves suelen estar diseñadas para ser estables o inestables. Una aeronave estable tiende a volver a un vuelo estable cuando se le perturba (por ejemplo, cuando se le empuja hacia arriba por una ráfaga de viento). Esto es deseable, por ejemplo, en un avión de pasajeros, pero no en un caza. Los aviones altamente maniobrables están diseñados para ser inestables.

   En su artículo de 'Nature,' Harvey y sus colegas demostraron que casi todas las especies de aves estudiadas son capaces de volar tanto de forma estable como inestable y utilizan los movimientos de las alas para cambiar entre estos modos.

   El nuevo estudio se basa en este trabajo, reuniendo estudios aerodinámicos con modelos impresos en 3D de gaviotas y alas de gaviota en un túnel de viento, con el modelado por ordenador de las fuerzas de inercia para entender cómo las gaviotas logran la estabilidad a lo largo de su eje largo (cayendo o subiendo).

   Las gaviotas pueden ajustar su respuesta a las perturbaciones en ese eje ajustando las articulaciones de las muñecas y los codos y modificando la forma de las alas, según descubrieron. El equipo pudo predecir las cualidades de vuelo de las gaviotas y la rapidez con la que pueden recuperarse de una perturbación como una ráfaga. Ese tiempo de reacción también permite conocer el "rango controlable" del ave y aplicar la dinámica de vuelo de las aves a los aviones.

   "El análisis de las cualidades de vuelo se pregunta: si se construyera un avión exactamente como una gaviota, ¿podría un humano pilotarlo?", se pregunta Harvey. A medida que se generaliza el uso de vehículos aéreos sin tripulación, o drones, es necesario que sean capaces de navegar por entornos urbanos complejos, algo que las aves hacen muy bien, recuerda, y un conocimiento más profundo del vuelo de las aves podría ayudar a mejorar el diseño de los drones para diversos usos.

   Harvey abrirá su laboratorio en la UC Davis este otoño y espera colaborar con otros investigadores del campus, como el Centro de Rapaces de California y los investigadores que trabajan en el vuelo de los insectos en la Facultad de Ciencias Biológicas. "Hay muchas preguntas abiertas sobre el vuelo de las aves", dijo, "estoy deseando ver qué más hay por descubrir".