La estrategia de vuelo de los pájaros planeadores terrestres

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Thermo

 

El libro del vuelo de las aves se encuentra disponible impreso y en edición electrónica, para localizarlo haga click en el siguiente enlace: libros de Francisco Escartí

 

La habilidad de los pájaros planeadores terrestres para extraer del aire la energía que precisan para desplazarse es sorprendente. El buitre leonado es el gran maestro del planeo en el Viejo Mundo; tiene un aspecto algo siniestro, con ese cuello largo y desnudo de avestruz, los ojos saltones, las plumas desastradas y el pico ganchudo. Cuando alarga los brazos y extiende el plumaje, despliega casi tres metros de magníficas alas que le permiten remontar las corrientes térmicas ascendentes como ningún otro pájaro.

Por la mañana debe aguardar unas horas, después del amanecer, a que el sol caliente algunos pedazos de tierra. Hasta entonces descansa, con el corazón en reposo, a unas 40 pulsaciones por minuto. Es el ritmo cardiaco que se ajusta a su tasa de metabolismo basal. Conforme se adentra en las tareas que le deparan la nueva jornada y empieza a observar, desde su atalaya, el ir y venir de pájaros, cómo se acortan las sombras y nota el calor de los rayos del sol en el plumaje, el corazón aumenta su ritmo hasta las 80 pulsaciones.

El aire, recalentado por la tierra, forma pequeñas burbujas que se juntan en hilillos que ascienden por la atmósfera. Al principio lo hacen con dificultad, por la inversión de la capa de aire que se encuentra encima del suelo: a mayor altura, está más caliente. Y es que la noche ha enfriado la tierra mucho. Cuando los pequeños hilos ascendentes traspasan los estratos afectados por la inversión, suben mucho más deprisa y se enfrían, se condensan, se detienen y caen otra vez. Los cilindros que suben se unen y crean una columna de aire caliente que se abre y asciende hasta el punto en el que se origina una pequeña nube blanca, con la base arqueada: es un cúmulo.

El buitre leonado detecta el momento en el que el sol ya ha puesto en marcha lo que será el motor en sus vuelos. Ha llegado la hora de comenzar la jornada de trabajo. Se prepara para lanzarse al vacío, extiende los brazos, mueve las patas, agita las alas. Su corazón late a 180 pulsaciones por minuto. Da un salto y aletea con fuerza varias veces para ganar velocidad. El vuelo, con batimiento de las alas, le supone un esfuerzo casi insoportable; la frecuencia cardiaca se aproxima a los 400 latidos por minuto. Muy pronto abandona los aleteos y extiende las alas para planear. Su trayectoria le hace perder poca altura y al cabo de unos diez minutos el buitre asciende en espiral aprovechando la corriente de una térmica. La velocidad de ascenso no tiene por qué ser muy elevada, quizá 0,5 metros por segundo, aunque en algunos casos alcance los 3 o 4 metros por segundo. Mientras se eleva, describe una trayectoria helicoidal, con un radio de giro de unos 15 a 20 metros. Con las alas extendidas, cuando ya han transcurrido 10 minutos desde que dejó de planear, su corazón vuelve a latir a 80 pulsaciones por minuto. A ese ritmo funciona su víscera cardiaca, en el aire con las alas extendidas, sin batirlas, o en su atalaya, desde la que observa lo que ocurre a su alrededor, con las alas plegadas. Para el buitre leonado no es más costoso, desde el punto de vista energético, el vuelo de planeo que mantenerse erguido sobre las patas en un peñasco.

Cuando la térmica se desvanece o el pájaro considera que ha subido a la altura que deseaba, abandona el chorro de aire caliente para iniciar un planeo en cualquier dirección. Con un ángulo de planeo pequeño, de 2 a 3 grados, el pájaro puede realizar un trayecto horizontal cuya distancia sea 20 veces la altura inicial, antes de llegar al suelo; recorrerá 20 kilómetros si ha ascendido a 1000 metros. Sin embargo, el buitre regula el ángulo de planeo a voluntad, en función del plan que tenga para ese día. Para permanecer en el aire todo el día, sin batir las alas, antes de perder por completo su altura deberá introducirse en otra térmica. Y eso es exactamente lo que hace, siempre que puede: navegar de térmica en térmica, sin dejar que su corazón sobrepase las 80 pulsaciones por minuto.

El buitre leonado es quizá el maestro de los planeadores terrestres en Europa, Asia y África, y sus prestaciones cuando ejercita el vuelo sin aleteo, con las alas extendidas y fijas, son superiores a las de la mayoría de las aves planeadoras. Para casi todas ellas, el consumo energético en vuelo de planeo es del orden de 1,5 veces el metabolismo basal (mínimo necesario para mantener al organismo en absoluto reposo). Este factor se eleva a 7 para el vuelo con aleteo. Esta es la razón por la que los pájaros planeadores sienten una terrible aversión al vuelo con batimiento de las alas y no lo efectúen salvo si carecen de una alternativa.

Evitar el vuelo de aleteo, es un objetivo importante para las aves planeadoras. Al menos eso es lo que se deduce de las muchas observaciones que se han efectuado de estos pájaros; del tiempo que permanecen en el aire, durante una jornada completa, no suelen dedicar más del 3% al vuelo de aleteo. Para conseguirlo, y hacer compatible este objetivo con sus otros intereses diarios, cada especie ha desarrollado su propia estrategia.

En primer lugar, y antes de profundizar en las estrategias de planeo, es necesario explicar que este tipo de vuelo se caracteriza por un descenso del pájaro, a velocidad constante, siguiendo una trayectoria rectilínea que forma un determinado ángulo con la horizontal. Si elegimos un valor para el módulo de la velocidad del ave en un planeo, el pájaro podrá adoptar distintas configuraciones, con las alas y la cola más o menos extendidas, las patas desplegadas o recogidas, con lo que con una misma velocidad, la componente vertical de descenso de la velocidad, será mayor o menor, en función de la configuración que adopte el pájaro. Para cada velocidad, dentro del rango de vuelo del pájaro, existirá una configuración de despliegue de alas, cola, patas y posición del cuerpo, con la que la componente vertical de descenso de la velocidad será la mínima. La curva que muestra la mínima velocidad vertical de descenso, en función de la velocidad, se denomina polar. Podemos olvidarnos de esta curva y bastará con que recordemos que a cada velocidad del pájaro, le corresponde una velocidad mínima de descenso en el planeo.

Hay tres velocidades de planeo características: la mínima, la mejor y la de la teoría de MacCready, o la óptima. La mínima es la velocidad de planeo con la que se obtiene la menor velocidad de descenso. Con la mínima, el pájaro estará en el aire el mayor tiempo posible antes de llegar al suelo. La mejor es la velocidad de planeo en la que la relación entre las componentes horizontal y vertical de la velocidad es máxima. Por cada metro que descienda, el pájaro avanzará más metros con la velocidad mejor, que con ninguna otra. La mejor, es la velocidad que le permitirá ir más lejos.

La mínima maximiza el tiempo en el aire, la mejor la distancia recorrida ¿Para qué sirve la que resulta de la teoría de MacCready? Cuando un pájaro migra, por lo general procura que el tiempo del viaje sea lo más breve posible, ya que la experiencia migratoria está asociada a multitud de peligros. MacCready propuso una velocidad de planeo óptima; es la que optimiza la velocidad en un trayecto; la que permite realizarlo en el menor tiempo posible. Se supone que el pájaro se mueve en una dirección determinada, de térmica en térmica. La velocidad óptima de la teoría de MacCready tiene en cuenta los tiempos de ascenso en las térmicas y depende de la intensidad de las corrientes ascendentes que se supone igual para todas ellas.

Pondré el ejemplo concreto de un halcón. Para este pájaro las velocidades típicas de planeo anteriores serían, 7,32 m/s para la mínima, 13,51 m/s para la óptima y 10,38 m/s para la mejor. Si asciende 1200 metros en una térmica, con la velocidad mejor podría planear 12 408 metros, bastantes más que con la mínima (10 239 m) o con la óptima (11 603 m). Con la velocidad de planeo mínima permanecería en el aire 23 minutos, mientras que con la óptima, tan solo 14 minutos. Por el contrario, el desplazamiento a lo largo de su ruta sería mucho más lento con la velocidad de planeo mínima, ya que la velocidad de crucero real no pasaría de 3,9 m/s mientras que si elige el planeo óptimo podrá moverse a 5,6 m/s (teniendo en cuenta los tiempos que pierde en las térmicas).

El número de opciones de planeo que se le presenta a un pájaro cuando ha remontado una térmica es elevado, sobre todo si se considera el entorno y la misión que el pájaro pretende ejecutar en ese momento. Un volador tiene que resolver en su vida diaria problemas que a los corredores terrestres no se le plantean nunca.

Nir Horvitz (2014) y un grupo de científicos observaron las estrategias de planeo de 1346 pájaros de 12 especies distintas. Los autores del estudio introdujeron un concepto muy interesante: el índice de aversión al riesgo, del vuelo (RAFI).

Los científicos entendían que cuando un pájaro planeaba con la velocidad óptima corría el riesgo de no llegar a la siguiente térmica y verse en la costosa obligación de aletear durante un tramo hasta alcanzarla. Planear con la velocidad óptima, mostraba poca aversión al riesgo. Todo lo contrario podía decirse si el pájaro elegía la velocidad mejor, con la que tenía más probabilidades de alcanzar la siguiente térmica; una actitud conservadora que mostraba aversión al riesgo.

Con este criterio definieron el índice, de forma que si la velocidad de planeo del vuelo del pájaro era igual a la óptima, RAFI valía 0; en ese vuelo el ave no manifestaba ninguna aversión al riesgo, se mostraba muy arriesgada. Si la velocidad de planeo del vuelo era igual a la mejor, RAFI valía 1; el ave se mostraba muy conservadora, con gran aversión al riesgo. Para velocidades intermedias se otorgaban valores entre 0 y 1 al índice RAFI de ese vuelo.

Los resultados del experimento de Horvitz demostraron que los pájaros con mayor aversión al riesgo eran los que poseían una carga alar (relación entre el peso y la superficie de las alas: W/S) más elevada, mientras que los arriesgados contaban con una carga alar menor. Así pues, la cigüeña blanca (Ciconia ciconia, W/S=54,2 Newtons/m2) efectuó los vuelos con un RAFI=0,999, mientras que el busardo ratonero (Buteo buteo vulpinus, W/S=27,4 N/m2) los realizó con un RAFI=0,109. Justo en un valor intermedio se situó el águila pomerana (Aquila pomarina, W/S=38,4 N/m2, RAFI=0,39). Parece lógico que los pájaros a los que el vuelo de aleteo les suponga un gran esfuerzo, sean los menos proclives a asumir riesgos cuando tienen que realizar largos vuelos de planeo.

Pasarse el día entero en el aire, de térmica en térmica, con el corazón a 80 pulsaciones por minuto, es algo que los buitres leonados han aprendido a hacer sin apenas consumir energía mecánica; sin embargo, parece que supone un esfuerzo lógico de tal magnitud, que quizá consuma casi toda su materia pensante.

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