Los insectos voladores desafían los principios de la aviación

Las maniobras de los insectos voladores son inalcanzables incluso para los mejores pilotos, y esto puede deberse a que no obedecen a las mismas leyes aerodinámicas de los aviones.

“Hemos sabido desde hace bastante tiempo que la teoría aerodinámica de los aviones no funciona tan bien en la predicción de la fuerza de elevación de aleteo de las alas”, dice Leif Ristroph, profesor asistente en el Instituto Courant de Ciencias Matemáticas de la New York University, que dirigió un estudio al respecto.

“Encontramos que el arrastre o la resistencia al viento son muy diferentes, y nos sitúan ante una nueva ley que podría ayudar a explicar cómo los insectos se mueven a través del aire.” 

“Para doblar su velocidad de vuelo, un avión deberá aumentar el empuje cuatro veces para contrarrestar la resistencia más fuerte al viento”, explica Ristroph en la enunciación de la ley. “En contraste, encontramos que el aleteo tiene un arrastre que está en proporción directa con la velocidad del vuelo. Para ir dos veces más rápido, un insecto necesita simplemente doblar su empuje”.

La importancia del incremento de la resistencia aerodinámica y su fuerza con la velocidad ha sido bien conocida desde antes del vuelo de los hermanos Wright. Este hecho se resume en una ley matemática que postula un aumento en la resistencia al viento como el cuadrado de la velocidad; por tanto, moverse dos veces más rápido requiere cuatro veces el empuje para superar la fricción superior.

Estudios previos de insectos voladores, que batían sus alas cientos de veces por segundo, sugieren que estas criaturas no obedecen a esta relación.

Para fundamentar esta discrepancia, los investigadores del Laboratorio de Matemáticas Aplicadas construyeron un aparato de ala robótico para medir los movimientos, flujos y fuerzas. El aparato permitió al equipo comparar los movimientos constantes de un ala, como ocurriría con el vuelo del avión, con las maniobras de los insectos, cuyas alas aletean mientras se mueven a través del aire.

Los resultados del equipo mostraron que los movimientos hacia atrás y hacia delante produjeron resistencia al movimiento en algunos casos; sin embargo, a veces el arrastre se dirige hacia adelante y resulta más como un empuje. Los resultados netos de esa fuerza dependen de la velocidad de vuelo, así como de los movimientos de aleteo, todo lo cual los autores incluyen en una nueva ley de arrastre.

Esta ley puede no ser una noticia para los insectos, que han estado volando con el aleteo de las alas durante cientos de millones de años. Pero los autores creen que sus hallazgos podrían ayudar a guiar el diseño de robots voladores pequeños que imiten los movimientos de las alas de los insectos. 

Fuente: Europa Press