Grandes aves planeadoras

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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

Las alas estrechas y alargadas, son desde el punto de vista aerodinámico, las más eficientes. Eso quiere decir que la relación entre sustentación (L) y resistencia (D) es más grande en este tipo de alas que en las cuadradas, anchas y cortas. Los grandes maestros del vuelo de planeo, los pájaros oceánicos, como los albatros, siguen con precisión el consejo de la Aerodinámica y poseen las alas más estrechas y largas de todas las aves conocidas. La relación de aspecto, es decir, el cociente entre la envergadura y la cuerda media de sus alas es del orden de 15 (Relación de aspecto AR=15). Para estos pájaros la fuerza de sustentación (L), perpendicular a la dirección del viento, es unas 20 veces superior a la fuerza de resistencia (D) en la dirección del viento. Han aprendido a pasar horas, incluso días enteros, sobre el mar, sin necesidad de batir las alas y conocen todos los misterios de las corrientes de aire que se mueven cerca de la superficie de las olas. A su costa, y aprovechando los gradientes de velocidad de estas corrientes, pueden navegar centenares de kilómetros sin aletear. Y son pájaros capaces de mantenerse en vuelo con vientos frescos, cuando las demás aves buscan un refugio donde guarecerse, incapaces de seguir volando. Los albatros son las grandes aves planeadoras oceánicas.

Es interesante constatar que las aves planeadoras que vuelan sobre la tierra son, desde el punto de vista aerodinámico, bastante diferentes. Casi todas ellas se aprovechan de las corrientes térmicas ascendentes para ganar altura, unas corrientes que no existen en el mar. Una vez que han logrado alcanzar la cima de la térmica planean en busca de la siguiente térmica. Para realizar giros cerrados y seguir la corriente de aire ascendente un volador debe tener una carga alar relativamente baja. La carga alar es la cantidad de peso que soportan sus alas por unidad de superficie. Si es alta, la velocidad de vuelo tiene que ser elevada y por tanto el radio de giro: grande. Los albatros se tienen que enfrentar a vientos frescos, por lo que su velocidad de vuelo es elevada, al igual que su carga alar: alrededor de 12 kilogramos por metro cuadrado. No tiene mayor importancia que en sus giros el radio sea relativamente amplio. Por el contrario los planeadores terrestres ascienden por las térmicas a muy baja velocidad y su carga alar debe ser significativamente más baja: entre 3-6 kilogramos por metro cuadrado, para volar despacio y efectuar giros cerrados dentro de la térmica. A igualdad de peso necesitan alas con mayor superficie por lo que resultarían muchísimo más largas que las de los oceánicos, si tuvieran la misma relación de aspecto (cociente entre envergadura y cuerda). Ese alargamiento les plantearía varios problemas: el primero estructural y el segundo de maniobrabilidad, con alas tan alargadas el aterrizaje y el despegue sería complicado en lugares boscosos poblados con otros individuos de su misma especie. El resultado final es que los grandes planeadores terrestres, buitres y cóndores, poseen alas con un alargamiento significativamente más reducido que el de los albatros (AR=4-8).

A primera vista, las alas de los planeadores terrestres serían mucho más ineficientes que las de los oceánicos debido a que su relación de aspecto es bastante más pequeña. Y es posible que sea así, aunque con algunas salvedades.

En la década de 1980 varios científicos (Withers, Hummel, Kerlinger, Norberg) llegaron a la conclusión de que muchos pájaros separaban las plumas primarias de las puntas de las alas cuando planeaban, en el plano horizontal y vertical, para disminuir la resistencia inducida. De esta forma se creaban ranuras en los extremos de las alas, cuyo efecto, al igual que los winglets de los aviones, es el de interferir los torbellinos que allí se desprenden. La resistencia inducida, desde el punto de vista aerodinámico, es la que se considera asociada a la generación de sustentación y se sabe que en la medida en que aumenta el alargamiento del ala, disminuye. En la década de 1990 Vance A. Tucker, del departamento de Zoología de la universidad Duke, Durham, en Estados Unidos, demostró mediante experimentos en túneles de viento, en los que simuló el comportamiento de un ala similar a la de un busardo mixto (parabuteo unicinctus) con las rémiges abiertas en los extremos, que las ranuras disminuían la resistencia del ala. Desde entonces, todos los expertos están de acuerdo en que las aves planeadoras terrestres abren sus plumas primarias en los extremos de las alas para minimizar la resistencia inducida.

Los buitres del Nuevo y del Viejo Mundo, son los mejores planeadores terrestres. El buitre leonado pesa hasta 10 kilogramos y la envergadura de sus alas alcanza los 2,5 metros. Gracias a su extraordinaria vista, desde su atalaya observa una amplísima zona del terreno y cuando detecta la presencia de un animal muerto se dirige hacia él con las alas extendidas siguiendo una trayectoria muy precisa. La calvicie y el cuello desnudo le permite hundir la cabeza en el cuerpo de su víctima sin que apenas se ensucien sus plumas. Sus jugos digestivos son capaces de destruir casi todas las bacterias de los cuerpos enfermos que devoran. Las heces caen sobre sus patas y contienen sustancias que las esterilizan y las protegen de la contaminación que sufren en contacto con los restos orgánicos. La excelencia, como planeador terrestre, lo ha condenado a la necrofagia. Si tuviera las alas un poco más cuadradas sería capaz de maniobrar como las águilas y cazar animales vivos. Y si fueran aún más cortas sabría volar entre las ramas de los árboles en los bosques, como los gavilanes y los azores, persiguiendo a sus presas; pero entonces ya no podría encaramarse a las térmicas.

Todo tiene un precio.

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¿Cómo navegan y se orientan los pájaros?

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Los pájaros tienen la capacidad de dirigirse de forma muy precisa a un destino concreto. Han desarrollado un sistema de navegación eficiente, necesario para para realizar vuelos de largo recorrido. El ornitólogo danés, Finn Salomonsen, realizó experimentos con dos especies de golondrinas de mar: el charrán sombrío (sterna fuscata) y la tiñosa común o gaviotín de san Félix (anous stolidus). Tras separar de sus nidos, en las islas Tortugas del Golfo de México, a varios de estos individuos distancias de 832 a 1368 kilómetros, la mayor parte de ellos fueron capaces de regresar al punto de partida desde lugares ubicados en mar abierta. Pero quizá, el experimento de este tipo más sorprendente fue el de una pardela pinocheta (puffinus puffinus), que la trasladaron desde su nido —en la isla galesa de Skokholm— a Boston, Estados Unidos. Al cabo de 12 días, 12 horas y 31 minutos, y tras un vuelo ininterrumpido a través del Atlántico de 5000 kilómetros, regresó al lugar del que había partido. En los experimentos de desorientación, aunque a los pájaros se les anestesie durante el apartamiento o se les haga girar sobre sí mismos de forma continuada para marearlos, casi todos consiguen regresar al punto de partida.

La mayoría de los animales, en sus desplazamientos, suelen utilizar la visión y el oído para determinar el punto en que se encuentran y el camino que tienen que seguir para dirigirse al destino elegido. La vista les proporciona marcas y señales cuya posición relativa en la imagen debe guardar un orden que conoce para alcanzar su objetivo. A veces estas marcas son cadenas montañosas como los Apalaches, las Montañas Rocosas, la sierra Madre, los Andes, los Alpes, el Himalaya, o las montañas del Gran Valle del Rift. Estas grandes cordilleras señalan el camino a muchas aves durante sus largas migraciones, al igual que lo hacen los ríos y las líneas costeras. Conforme el animal se acerca a su destino, un lugar familiar cuyos alrededores ha memorizado con detalle, será capaz de reconocer una gran cantidad de marcas que le facilitarán la aproximación final al punto que desea alcanzar. En cuanto al oído, parece que todos los animales cuentan con un cierto sentido que les permite saber el rumbo que tendrían que tomar para regresar al punto del que han partido después de haber efectuado algunos cambios de dirección. Es como si poseyeran un pequeño sistema inercial que registra las aceleraciones que se producen cada vez que cambian el sentido de la marcha.

Sin embargo, ni el reconocimiento visual de marcas, ni la navegación inercial, ni el olfato, bastan para que los pájaros puedan llevar a cabo viajes de miles de kilómetros, con días claros y nublados, noches despejadas y brumosas, sobre la tierra o el mar, de noche y con vientos que pueden soplar en muchas direcciones. Se ha llegado a la conclusión de que además del reconocimiento de imágenes y un sistema de navegación inercial, las aves cuentan con brújulas magnéticas que les suministran información acerca del rumbo que siguen y el hemisferio en el que se encuentran, sus retinas captan luz polarizada con la que se orientan y ajustan sus brújulas internas, conocen las posiciones de las estrellas y saben determinar qué rumbo marca la huella del sol en el horizonte. Pueden hacer uso de todas estas habilidades o de algunas de ellas y establecer prioridades, en función de las circunstancias, para procesar los datos que les proporcionan.

Los experimentos de David Dickman y Le-Qing Wu del Baylor College de Houston, Tejas, con palomas bravías (2012), han demostrado que cuando estos pájaros se someten a cambios del campo magnético, generados artificialmente, hay un área de su cerebro que se muestra muy activa. Los resultados de su experimento constatan la existencia de un procesador de señales magnéticas en el cerebro de las palomas bravías. Además, las señales alcanzan su máxima amplitud cuando el campo magnético tiene la misma orientación que el terrestre. Pero, ¿dónde están los sensores que transmiten la información del campo magnético al cerebro? Quizá no estén en el mismo sitio en todas las aves, y se ha sugerido que podrían encontrarse en el pico, el oído o en la retina. Durante algún tiempo se pensó que las palomas tenían en el pico células muy ricas en hierro, con propiedades magnéticas; sin embargo los estudios más recientes apuntan a que las células magnéticas podrían residir en la retina. En la de algunos pájaros existe una proteína fotosensible denominada criptocromo. La proteína posee pares de electrones entrelazados, uno gira (espín) en un sentido y el otro en el contrario. Cuando la criptocromo recibe un haz de fotones (partículas luminosas) de luz verde o azul, uno de los electrones acoplados puede absorber la energía del fotón y abandonar la molécula. Quedan así radicales libres con espines opuestos, que son sensibles a los campos magnéticos. En función de su orientación, el campo magnético terrestre puede acelerar el proceso por el que los radicales vuelven a unirse con lo que se libera energía que el nervio óptico transporta al cerebro. El pájaro “vería” una especie de sombra o mancha superpuesta al paisaje, que le indicaría su rumbo de vuelo. Es posible que existan otros sensores, distintos a la criptocromo, que confieren a las aves un sexto sentido: el magnético; y podrían ser células que contengan magnetita ubicadas en el pico o el oído.

Además de la brújula magnética, los pájaros también se orientan con las estrellas. El etólogo Stephen Emlen realizó una serie de experimentos con azulejos índigo (paserina cyanea) que demostraron que dichos pájaros utilizaban las estrellas para orientarse al iniciar los vuelos migratorios. Los pájaros crecieron en una jaula con forma de tronco cónico invertido. En el círculo superior se proyectaba la imagen de las estrellas del hemisferio norte, girando alrededor de la Polar durante la noche. Cuando llegaba el momento de la migración se mostraban muy activos y trataban de salir en una dirección determinada que se podía ver por el lugar de la jaula que las aves marcaban en sus intentos fallidos por iniciar el vuelo. Emlen demostró que, para elegir el rumbo, tomaban como referencia la estrella Polar que, desde jóvenes aprendían a reconocer por permanecer quieta en el firmamento, en tanto que las otras giraban en torno a ella. Si hacía que las estrellas del planetario orbitaran alrededor de Betelgeuse, en vez de la Polar, los pájaros adultos tomaban a esta como referencia para determinar el rumbo del inicio de sus migraciones. Ni siquiera necesitaban verla, ya que les bastaba con observar la posición relativa de las otras estrellas y constelaciones. En cualquier caso, la habilidad para orientarse mediante las estrellas se adquiere a través del aprendizaje. Hay pájaros que migran por la noche y sabemos que se orientan principalmente gracias a las estrellas, como los azulejos índigo que estudió Emlen, los charlatanes (dolichonyx orxzivorus; Beason 1987), las currucas mosquitereas (sylvia borin; Weindler et al. 1997) y los gorriones sabaneros (passerculus sandwichensis; Able y Able 1996).

Las aves también utilizan la posición del sol para orientarse. En 1950, Kramer demostró por primera vez que algunos pájaros, como los estorninos europeos, utilizan la luz que proyecta el sol en el horizonte para determinar la dirección del vuelo. En su experimento utilizó espejos para alterar la posición de la marca solar y comprobó que los estorninos cambiaban el rumbo. Si adelantaba o retrasaba el sol artificial en 6 horas, con respecto al real, los estorninos cometían un error de 90 grados en el rumbo, lo que demostraba que se orientaban tomando la posición del sol como referencia. Para orientarse con el sol, el pájaro necesita un reloj interno porque en función de la hora, el sol indica una dirección distinta. A las doce del mediodía marca el sur, al amanecer, se acerca al este y durante la puesta al oeste. Para hacer un uso práctico de la posición del sol sobre el horizonte y deducir en un momento determinado la dirección que marca, es necesario saber qué hora es. Con estos dos datos, un pájaro puede orientarse. Todos los animales poseen un reloj interno que, con un periodo de aproximadamente 24 horas, marca el ciclo circadiano. En ausencia de estímulos externos, el ciclo circadiano, funciona en modo de libre curso, y es la genética de cada especie la que determina su periodicidad. Sin embargo, el ciclo se ajusta a las variaciones de luminosidad y calor, del entorno. Este ajuste implica que el ciclo adapta su periodo y fase al día solar. Cuando se producen cambios abruptos entre la fase del ciclo circadiano y la del entorno (desplazamientos que implican un cambio horario significativo o inducidos para la realización de experimentos), el ciclo circadiano se adapta a la nueva fase del entorno, aunque tarda un cierto tiempo en hacerlo porque no es capaz de adelantar o atrasar más de 60 a 90 minutos diarios.

La luz polarizada desempeña algún papel en los mecanismos de orientación que emplean las aves. La luz que llega a la atmósfera terrestre, desde el sol, es una radiación electromagnética en la que el campo eléctrico oscila de igual manera en cualquier plano que pase por la línea que marca la dirección que sigue. Cuando penetra en la atmósfera, las moléculas de vapor de agua que encuentra a su paso dispersan la luz. El campo eléctrico de los rayos luminosos que siguen la dirección que llevaba antes, después de interceptar la molécula, también vibra en todas las direcciones. Sin embargo, el campo eléctrico de los rayos de luz dispersados en otras direcciones ya no vibran en todas las direcciones. Para los que parten con un ángulo de noventa grados, solamente vibran en un plano. Este fenómenos se conoce como polarización de la luz y luz polarizada es aquella en la que el campo eléctrico no vibra en todos los planos. En los equinoccios, al amanecer o al atardecer, la luz pasa sobre un observador situado en la superficie de la Tierra en dirección este-oeste y en la opuesta; el plano perpendicular a esta dirección es el que contiene un porcentaje mayor de luz polarizada y por lo tanto la luz que proceda de puntos sobre la bóveda celeste hasta el horizonte situados en el plano norte sur será la que contenga un porcentaje mayor de polarización. Por el contrario, con el sol en su cénit al mediodía, la luz más polarizada es la que recibe el observador procedente del horizonte. A lo largo del día, la cantidad de luz polarizada que recibimos de la bóveda celeste sigue un patrón que cambia en función de la posición del sol.

Muchos animales poseen un sistema de visión capaz de detectar la luz polarizada, mediante los dobles conos de la retina, y algunos investigadores han demostrado que hay pájaros que la emplean para ajustar sus brújulas. No está claro que las aves hagan uso de la luz polarizada para orientarse durante el día, cuando está nublado y les resulta difícil determinar la posición del sol. Lo que sí se ha demostrado es que en determinados momentos de la jornada algunos pájaros recurren a la luz polarizada para corregir su rumbo. Los gorriones sabaneros (passerculus sandwichensis; Muheim et al. 2006), los zorzalitos de Swainson (catharus ustulatus; Cochran et al. 2004) y los gorriones gorgiblancos (zonotrichia albicollis; Muheim et al. 2009) utilizan la luz polarizada durante el amanecer y la puesta del sol para corregir sus brújulas magnéticas. En primavera y otoño, que es cuando suelen migrar las aves, al amanecer y al atardecer el sol se halla muy próximo al este y al oeste, respectivamente, por lo que la mayor cantidad de luz polarizada se recibe en el plano norte-sur, que contiene los rumbos que suelen seguir las aves migratorias.

La brújula magnética, las estrellas o la luz polarizada permiten que el pájaro siga un rumbo determinado, pero esos mecanismos no le garantizan que vaya a llegar a ninguna parte. Para navegar a un destino específico es necesario conocer el rumbo a seguir en todo momento, porque el rumbo inicial, debido al viento o a cualquier error en la orientación de partida y de navegación, deja de ser válido al poco tiempo de comenzar el viaje. Además, para dirigirse a un lugar determinado, desde otro en el que el pájaro no ha estado nunca, es necesario disponer de algún sistema que permita identificar un punto sobre la superficie terrestre sin ninguna ambigüedad. Nosotros utilizamos la latitud y la longitud que son arcos de circunferencia medidos desde el ecuador (latitud) y desde un meridiano de referencia (longitud). Al parecer los pájaros emplean un método bastante diferente. Casi todos los científicos que han estudiado los asuntos relacionados con la capacidad para orientarse de los pájaros coinciden en que estos animales poseen mecanismos muy sofisticados para percibir el campo magnético terrestre. De dicho campo detectan la intensidad, la inclinación (componente horizontal y vertical) y la declinación.

La intensidad del campo magnético terrestre, o fuerza, se mide en nanoteslas (nT) y varía sobre la superficie de la Tierra con valores comprendidos en la franja de 25 000 y 65 000 nT. Hay cartas que representan líneas que unen puntos de igual valor para alguna de las variables del campo magnético sobre la superficie de la Tierra. Las cartas de isodinámicas presentan líneas en las que la intensidad de campo es la misma; las hay para la intensidad total, vertical y horizontal. Las cartas de isoclinas muestran líneas en las que la inclinación magnética es constante. La inclinación es el ángulo, con respecto al plano horizontal, del vector que representa el campo magnético. Es hacia abajo en el hemisferio norte y hacia arriba en el sur y varía de (-90º) a (+90º) cuando nos movemos del polo norte al polo sur, siendo de 0º en el Ecuador. Las cartas de isógonas marcan las líneas en las que la declinación magnética es constante. La declinación es el ángulo que forma la dirección del campo magnético terrestre con el norte geográfico (positiva hacia el este, negativa en sentido contrario). Si observamos este tipo de cartas magnéticas de la Tierra podemos constatar que, en muchas partes del mundo dos de estas cartas muestran líneas que se cortan formando una especie de malla. Dicha malla define puntos sobre la Tierra caracterizados por dos valores del campo magnético únicos, al menos para cada hemisferio.

Si el ave posee la información de dichos valores, para dirigirse a ese lugar tiene que orientar su rumbo de modo que al desplazarse ambos aumenten o disminuyan según la magnitud que tengan en el destino; para lo que el pájaro necesita detectar el gradiente (la variación), de las variables del campo magnético. Cordula V. Mora y Verner P. Bingman, de la universidad estatal de Bowling Green, Ohio, han realizado experimentos con palomas (columba livia) que demuestran su capacidad para detectar las variaciones de la intensidad del campo magnético (2013). Las palomas de sus ensayos fueron capaces de aprender a moverse en el área experimental siguiendo la dirección en la que el campo magnético —creado artificialmente— aumentaba, o disminuía, para alcanzar el comedero en donde se hallaba el premio. A unas aves se las entrenó para buscaran el comedero en la dirección en la que el campo magnético aumentaba y a otras en la dirección en que disminuía. En ambos casos las palomas supieron encontrar el premio. Este experimento demuestra que la hipótesis de que las aves utilizan variables relacionadas con la intensidad del campo magnético terrestre para definir un mapa que les permita orientarse y navegar tiene un fundamento sólido, aunque aún se desconozca cómo funciona con detalle.

Los sistemas de orientación y navegación que utilizan las aves son muy complejos y el nivel de información que se tiene de los mismos es bastante limitado. Todo parece indicar que han desarrollado un sexto sentido, el magnético, cuya percepción podría estar relacionada con la vista o con el oído, incluso con ambos, y que desempeña un importante papel en la construcción de mapas que les permiten dirigirse a lugares conocidos desde sitios alejados en los que no han estado nunca. Pero este sentido no es la única herramienta que disponen para orientarse ya que los pájaros hacen uso de varios mecanismos para navegar, en función de la meteorología, sus hábitos de desplazamiento, nocturnos o diurnos, y preferencias de cada especie.

La potencia necesaria para el vuelo de las aves

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La aguja colipinta o becasina de cola barrada (limosa lapponica), en invierno, es un pájaro poco llamativo. Las plumas del pecho y la barriga de color blancuzco, el dorso gris y el cuerpo sobre dos patas no muy largas para ser un ave zancuda, le confieren un aspecto insignificante. Algo más distinguido se presenta durante la época de la reproducción, con el pecho de color rojo ladrillo. Tiene un pico muy largo, curvo hacia abajo y rosado en la punta, con el que atrapa insectos y pequeños crustáceos en las marismas arenosas donde vive, aunque también se alimenta con algunas plantas. Las hembras son más grandes que los machos que pesan unos 300 gramos, sus alas se extienden de punta a punta alrededor de 75 centímetros y su cuerpo mide unos 40 centímetros de longitud.

La becasina de cola barrada pone cuatro huevos en nidos escondidos entre los matorrales y los incuba durante veintiocho días. De mayo a octubre se ocupa de la reproducción y la crianza, época en la que vive en algunos lugares del oeste de Europa, las costas del Ártico, los países Escandinavos, Siberia y Alaska. Pasa el invierno en África occidental, el oeste de Europa o Nueva Zelanda y Australia y regresa en abril o principios de mayo a sus cuarteles de verano para reproducirse. Los viajes migratorios los hace en bandadas.

En 1985 y 1986, Theunis Piersma y Joop Jukema, observaron los vuelos migratorios de becasinas de cola barrada que invernaban en el Banco de Arguin en la costa Atlántica de Mauritania y pasaban la época de crianza en el Mar de las islas Wadden (Holanda). El vuelo desde África lo iniciaban estos pájaros entre el 25 y 27 de abril y llegaban al mar de Wadden del 27 al 3 de mayo. Para salvar tan considerable distancia, las becasinas se sometían en África a una dieta de engorde que les permitiese abordar la excursión con suficiente grasa en el cuerpo. La dieta hipercalórica —con la que ganaban 2,8 gramos diarios de peso los machos (y 3,5 las hembras)— comenzaba en marzo. Resulta llamativo que a su llegada a Holanda recuperaban el peso con mayor rapidez: 5,6 gramos diarios los machos y 7,5 las hembras; cuando aterrizaban en el Wadden estaban realmente flacos y tenían mayor necesidad de engordar.

Para el efectuar el viaje, de más de 4000 kilómetros, las becasinas no siguen la trayectoria más corta (ortodrómica) ni la que se corresponde con un rumbo constante (loxodrómica). Estos pájaros tienen en cuenta las corrientes de aire y ajustan su trayectoria para beneficiarse de los vientos favorables. El viento, normalmente, sopla con una intensidad y dirección, que varía con la altura, por lo que las becasinas tienen que acomodar su nivel de vuelo a estas variaciones para aprovechar la energía eólica. De hecho, a baja altitud, los vientos dominantes entre África y Holanda, a lo largo de la trayectoria que tienen que seguir las aves migratorias en primavera, son de componente norte, desfavorables a sus intereses.

Piersma y Jukema supusieron que sus pájaros eran capaces de estimar su velocidad observando un punto fijo en tierra, volar a alturas de 5000 metros y detectar la eficiencia de su vuelo para elegir el nivel óptimo. Si eso era cierto, los pájaros serían capaces de encontrar la trayectoria más eficiente. Los científicos estimaron —analizando la información meteorológica— que dicha ruta se encontraba ligeramente al este de la ortodrómica, tenía una longitud de 4300 kilómetros y se hallaba a 5500 metros de altura. A ese nivel, los pájaros podrían beneficiarse de un viento en cola de 18,1 kilómetros por hora. Como sabían que las becasinas, con el viento en calma, acostumbraban a volar a 57 kilómetros por hora en las migraciones, la velocidad con respecto a tierra a lo largo de esa ruta sería de 75 km/h, por lo que tardarían en recorrerla 57,3 horas.

De la evaluación de las diferencias de peso entre las aves que partieron de África y las que llegaron Holanda, determinaron que en el viaje las becasinas perdieron un promedio de 136 gramos de peso, los machos, y 178 gramos las hembras. Parte de esta masa es grasa (aproximadamente un 50%) que es la que aporta la energía necesaria para que trabajen los músculos. Con estos datos, Piersma y Jukema, estimaron que la energía liberada por la grasa consumida era de 3163 kilo julios en los machos y 3857 kilo julios en las hembras. Esta energía, durante el vuelo de 57,3 horas, equivale a una potencia de 55 kj/hora (15,6 vatios los machos) y 67 kj/hora (18,6 vatios las hembras).

En definitiva: las becasinas necesitan unos motores de 15-20 vatios, funcionando de modo interrumpido durante 57,3 horas para efectuar su largo viaje primaveral desde África a Holanda.

Piersma y Jukema compararon sus resultados, empíricos, con los que se obtienen mediante el cálculo de la potencia necesaria para el vuelo con nueve métodos distintos. En ocho de estos métodos la potencia se calcula con una fórmula en la que interviene la masa del animal, a lo que se añade, en algunos casos, otras características del volador como la superficie alar o la envergadura. Las fórmulas tratan de representar una función que se ajuste lo más posible a los datos que se han obtenido en una serie de experimentos con pájaros reales volando en túneles de viento o al aire libre. Estos ocho métodos se fundamentan en resultados de ensayos en los que se ha medido la potencia necesaria para el vuelo con distintos pájaros de diferente masa. En todos ellos, el elemento fundamental a tener en cuenta es la masa del pájaro y, en algunos, únicamente se utiliza esta variable. Hay otros en los que también se toma en consideración la superficie y la envergadura de las alas del pájaro. En todos los métodos las fórmulas expresan que la potencia necesaria para el vuelo es proporcional a la masa elevada a un exponente (alrededor de 0,66, si solo interviene la masa). Por tanto, la masa del volador es el elemento principal que se emplea en dichas fórmulas, que se resolvieron con un valor de 340,5 gramos, igual a la media de la masa de las hembras que participaron en el experimento anterior. El valor medio de la potencia hallada, al aplicar estos métodos, es de 75 Kj/hora (20,8 vatios); una cifra bastante próxima a la que obtuvieron Piersma y Jukema en su estudio: 67 kj/hora (18,6 vatios). Además de calcular la potencia necesaria para el vuelo, por estos ocho métodos basados en mediciones reales, los autores del experimento también aplicaron el modelo aerodinámico de Pennycuick (1989) que predecía una potencia de 73,5 Kj/h (20,4 vatios) si el pájaro volaba a su velocidad de potencia mínima, o de 92,5 Kj/h (25,7 vatios) si lo hacía a la velocidad de máximo alcance.

Los resultados del experimento de Piersma y Jukema estaban completamente en línea con los que podían obtenerse aplicando todo el conocimiento que, hasta ese momento, se tenía del vuelo de los pájaros. Es muy probable que la becasina desarrolle esos 20 vatios de potencia para efectuar su vuelo migratorio de primavera, de África a Holanda, por lo que el experimento no causó ninguna sorpresa. Tuvieron que transcurrir poco más de 20 años para que la becasina de cola barrada ocupara la primera plana de muchos periódicos.

En el año 2007, el biólogo norteamericano Bob Gill y Phil Battley, de la Universidad Massey de Nueva Zelanda, siguieron vía satélite el vuelo de 16 becasinas, a las que les habían colocado un equipo electrónico de seguimiento, desde Nueva Zelanda hasta el Mar Amarillo en China. Aunque la distancia es de 9 575 kilómetros, los pájaros efectuaron una ruta, sin escalas, de 11 026 kilómetros. Se trataba del vuelo animal más largo que jamás se había registrado. Aunque algunos científicos suponían que estos vuelos ocurrían en la realidad, no se pudieron constatar hasta que los ornitólogos dispusieron de radiolocalizadores con baterías de larga duración, suficientemente ligeros.

Fue un récord de corta duración. El estudio había terminado pero los transmisores siguieron instalados en los pájaros. Las baterías se agotaron tal y como estaba previsto, salvo la de una de las aves que continuaría emitiendo, vía satélite, su posición. A los científicos la suerte les deparaba una buena sorpresa. Las señales procedían del equipo que portaba una hembra de la bandada a la que se le había colocado el identificador E7. Después de reponerse en Asia, del largo vuelo desde Nueva Zelanda, reemprendió un viaje de 5000 kilómetros hasta Alaska. Allí pasó el verano y el 29 de agosto voló, sin hacer ninguna escala intermedia desde la península de Avinof,en la Alaska occidental, hasta el río Piako, cerca de Thames, en Nueva Zelanda. En total había recorrido 11 680 kilómetros, en 8,1 días, y su vuelo estableció otro nuevo record.

¿Cómo es posible volar durante casi nueve días consecutivos a más de 50 kilómetros por hora, sobre el mar, y acertar con un destino elegido que se encuentra a más de 11 000 kilómetros de distancia del punto de partida? Unas 70 000 becasinas lo hacen todos los años, de Alaska a Nueva Zelanda. Es un viaje peligroso, los expertos consideran que la mitad de las aves migratorias que recorren largas distancias perecen en el viaje; quizá un modo de reducir esta tasa de mortalidad consista en efectuar el traslado en una sola etapa.

Según Phil Battley, durante el vuelo pierden un 50% de su peso, saben dormir con la mitad del cerebro despierto, conocen las estrellas del cielo y su posición a lo largo de la noche, en ambos hemisferios, y son capaces de tomar la altura del sol durante el día.

El régimen general de vientos les favorece, con la excepción del tramo inicial. Esta dificultad la resuelven esperando a que se forme algún ciclón en el Golfo de Alaska para empezar el viaje. Una vez que llegan a la zona de los alisios, en ambos hemisferios, las corrientes les serán favorables. El peor tramo lo pasan en la zona ecuatorial por la falta de vientos, y allí se ven obligados a batir con más frecuencia las alas para mantener la velocidad de crucero.

Pero, lo más sorprendente es que desde aquel descubrimiento hemos aprendido que la aguja café o zarapito pico recto (limosa haemastica) que normalmente emigra de América del Norte a América del Sur, hay veces que se confunde: siempre hay alguna que aterriza en Nueva Zelanda como si de una becasina de cola barrada se tratase. Aún más, al parecer, el chorlito dorado (pluvialis fulva) también es capaz de volar de Alaska a Australia, a través del Pacífico, sin escalas. Por lo que la becasina no es el único pájaro capaz de cruzar, sin detenerse, el océano Pacífico.

Si comparamos los vuelos de las becasinas de Piersma y Joop Jukema, de Mauritania a Holanda, con el de la hembra E7, de Alaska a Nueva Zelanda, que observaron Gill y Battley en 2007, surgen preguntas difíciles de responder. Este último vuelo, tuvo una duración (194 h), casi tres veces superior a los primeros (57,3 h), en los que el consumo de masa de las hembras fue de 178 gramos de media. El peso de E7, al despegar de Alaska podía rondar los 600 gramos, incluidos los 27 gramos del equipo electrónico de seguimiento que llevaba a cuestas. Según el ingeniero aeronáutico francés, Breguet, el radio máximo de acción de un aeroplano depende de la relación entre sustentación (peso) y resistencia al avance (L/D) y el porcentaje de su peso de despegue atribuible al combustible. Da igual el peso total del aparato y no importa la velocidad de vuelo. Creo que, en términos generales, el criterio puede extenderse a los pájaros. E7 y sus colegas, que vuelan entre el Alaska y Nueva Zelanda, parece que son un poco más grandes que las becasinas que estudiaron Piersma y Jukema y quizá su morfología les otorgue alguna mejora en cuando al factor (L/D); también es posible que sus tejidos sean más ricos en grasas (mayor porcentaje de combustible en su masa al despegar). En cualquier caso, el factor (L/D) aumenta durante el vuelo en la medida en la que el pájaro adelgaza porque la superficie frontal disminuye. También es posible que estos pájaros elijan una velocidad de crucero (con respecto al aire) relativamente baja, más próxima a la de consumo mínimo que a la de máximo alcance, aprovechando que las corrientes de aire les aportan la velocidad adicional que necesitan para llegar a su destino volando a ese régimen.

La realidad, es que no sabemos cómo logran las becasinas, los zarapitos de pico recto y las agujas café, realizar ejercicios físicos que a escala humana resultan imposibles; pero, lo que sí parece cierto es que, para llevarlos a cabo, les basta un pequeño motor cuya potencia no debe exceder los 20 vatios.

Y es que la potencia que desarrollan las aves, para ejercer el vuelo moviendo las alas, oscila entre los 2 o 3 vatios que necesitan los pájaros pequeños como el jilguero o la golondrina común (19 gramos), hasta los casi 300 vatios de los más pesados, como el cisne blanco (10,8 kilogramos) y los gansos de gran tamaño. Pero, no es la potencia que son capaces de desarrollar lo que sorprende, sino el larguísimo tiempo que pueden sostenerla a costa de sus reservas energéticas y su extraordinaria habilidad para hacer un uso eficiente de ella.

El lagarto basilisco y el origen del vuelo animal

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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

 

Ponerse hecho un basilisco es mostrarse enfadado, muy agresivo; eso es lo que solía decir mi abuela, pero no lo he vuelto a escuchar en mi vida. Los basiliscos son animales mitológicos capaces de matar con una simple mirada, de ahí viene su relación con los seres humanos cuando estos se encolerizan. Sin embargo, también se llaman basiliscos los lagartos de varias especies. El basilisco común goza de una extraña habilidad y es que puede andar sobre las aguas; por eso, en algunos lugares es conocido como lagarto Jesucristo o lagarto de Jesucristo.

Shi Ton Tonia Hsieh y George Lauder, de la universidad de Harvard (Massachusetts), han explicado cómo estos lagartos Jesucristo se desplazan sobre la superficie del agua. Golpean verticalmente el líquido con sus pies, luego los mueven rápidamente hacia atrás y después los sacan del agua para llevarlos a la posición inicial. Lo más llamativo es que cuando el pie entra en el agua se crea una bolsa de aire, entre la superficie de la planta del pie del animal y el medio acuoso, que se deshace, antes de que lo abandone, mientras se mueve hacia atrás. De esta forma son capaces de recorrer distancias de unos 4,5 metros a una velocidad de 1,5 metros por segundo. Cuando pierden velocidad se hunden y nadan como cualquier otro animal. Estos lagartos, de adultos, pueden pesar unos 200 gramos.

Desde hace ya muchos años los científicos debaten sobre el origen del vuelo animal. Unos defienden la teoría de que fueron trepadores los que desarrollaron las alas para lanzarse desde los árboles contra sus presas y otros que los animales cazadores de insectos empezaron a utilizar estos apéndices para atrapar a sus víctimas o escapar de los enemigos. La discusión acerca de cómo se inició el vuelo tuvo su origen poco después del descubrimiento de lo que, durante mucho tiempo, fue el ancestro más antiguo conocido de los actuales pájaros: Archaeopteryx. Este animal vivió hace unos 150 millones de años en lo que hoy es el sur de Alemania y que entonces era un archipiélago de islas en las que el clima se asemejaba al de nuestros trópicos. En total, se han encontrado doce fósiles del Archaeopteryx y una pluma, en Solnhofen (Alemania), que podría pertenecer, o no, a estos animales. El primer hallazgo data del año 1860-61.

Las dos teorías sobre el origen del vuelo animal tratan de encontrar apoyo en la estructura de Archaeopteryx. Los defensores de la teoría arbórea argumentan que las garras en las manos y los pies de este lagarto se asemejan a las de los pájaros que trepan a los árboles. Sus oponentes esgrimen que las patas de Archaeopteryx indican que fue un gran corredor. Sin embargo la hipótesis de los cazadores pedestres tiene el inconveniente de que, al saltar, el animal pierde velocidad, algo indeseable tanto para un depredador como para el que huye de algún enemigo. El salto solamente tiene sentido como maniobra evasiva si es para lanzarse por un acantilado, pero en el archipiélago donde vivió Archaeopteryx no abundaban los roquedos. Además, el crecimiento de las alas no favorece la velocidad, característica esencial de los andadores. Y para complicar las cosas: en el sur de Alemania tampoco había muchos árboles hace 150 millones de años.

John J. Videler, en su libro Avian Flight, apunta una tercera vía evolutiva que pudo seguir el Archaeopteryx para que sus descendientes llegasen a volar. Según él: «los ancestros del Archaeopteryx eran dinosaurios Jesucristo capaces de explotar el truco de correr sobre el agua para escapar de los depredadores y viajar entre islas en las lagunas de coral de la Europa Central de hace 150 millones de años. En un principio utilizaban los brazos para mantener el equilibrio mientras corrían sobre el agua. De forma gradual los brazos evolucionaron para convertirse en alas que generaban sustentación capaz de incrementar la distancia cubierta con mayores pesos corporales».

Del estudio del fósil del Archaeopteryx de Berlín se deduce que su peso rondaba los 0,25 kilogramos y sus alas, con un área de 0,06 metros cuadrados, eran relativamente grandes. Tenían doce plumas primarias (las que se insertan en la mano) con tres dedos, que cubrían un 40% del ala. No poseían la capacidad de generar empuje, al no poder batirlas el animal, pero los Archaeopteryx sí extendían y replegaban las primarias con lo que variaban la forma y superficie del ala. Eran unas alas diseñadas para generar sustentación con un ángulo de ataque muy grande, sin entrar en pérdida. Y además de las alas, estos animales, poseían una amplia cola que también aportaría sustentación y equilibrio durante la marcha a gran velocidad sobre el agua. La grajilla (corvus monedula) es el ave actual cuyo peso y alas se asemejan más al Archaeopteryx.

Videler también nos recuerda en su libro que hay aves capaces de andar sobre el agua, como los somormujos. Estos pájaros lo hacen durante sus danzas nupciales, previas al emparejamiento, y utilizan técnicas diferentes a las de los lagartos basiliscos. Incluso pudiera ser que los Archaeopteryx emplearan un método original, que desconocemos, para correr sobre la superficie del mar. Su hipótesis es que los ancestros de nuestros pájaros ni caminaban sobre la tierra firme ni se lanzaban de los árboles, simplemente andaban sobre las aguas con unos apéndices estirados que les ayudaron a mejorar sus correrías, primero aliviando el peso y, más tarde, cuando aprendieron a batirlas, ganando velocidad.

Los lagartos basiliscos de 200 gramos corren sobre el agua a 5,4 kilómetros por hora y las grajillas del mismo peso vuelan a 45 km/h. Si algo parecido a un lagarto, con alas, llegó a convertirse en grajilla es perfectamente posible, aunque va a ser difícil que lleguemos a saberlo con seguridad.

Los voladores más pesados

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El ingeniero ruso Sikorsky inició la saga de los grandes aeroplanos con su Russky Vityaz, con el que el propio inventor logró volar el 10 de mayo de 1913. La aeronave podía levantarse del suelo con 4940 kilogramos de peso total y era un biplano con 120 metros cuadrados de superficie alar. Su diseñador lo concibió para que la manejaran seis tripulantes y transportara a siete pasajeros. Era un avión monstruosamente grande para una época en la que los aeroplanos apenas habían sido capaces de elevarse con más de 600 kilogramos a cuestas. Igor Sikorsky había empezado con un aeroplano con dos motores, el Le Grand, que después transformaría en cuatrimotor. Desgraciadamente esta aeronave tuvo una corta vida porque el 23 de junio, del mismo año en que nació, quedó dañada seriamente por el impacto de un motor que se desprendió de un Morane que aterrizó cerca de donde estaba aparcada. Sikorsky no reparó a Russky Vityaz porque quería concentrar todas sus energías en el desarrollo de su nuevo proyecto: el Ilya Muromets. Los rusos mantendrían la obsesión por los aviones grandes y, a finales del siglo XX, Antonov fabricó el AN-225, el avión más pesado de la historia de la aviación.

A los cuerpos pesados, el vuelo se les hace difícil. La explicación es muy sencilla porque conforme agrandamos el cuerpo de un volador (manteniendo sus proporciones), el volumen y por tanto, el peso, crece más deprisa que la superficie de sus alas. La relación entre su peso y la superficie de las alas (carga alar) aumenta con el tamaño del volador, hasta que es tan grande que pierde la capacidad de navegar por el espacio.

Si observamos a los pájaros actuales casi no hay especies que superen los diez kilogramos de peso, lo que confirma la teoría acerca de las dificultades que plantea el vuelo a los cuerpos pesados. Hace unos 65 millones de años desaparecieron de la Tierra los animales más grandes que jamás volaron. A pesar de la controversia científica que han suscitado los pterosaurios, parece confirmarse la teoría de que los Quetzalcoatlus northropi pesaban unos 65 kilogramos y sus alas, de punta a punta (envergadura), medían más de 10 metros. Estos magníficos ejemplares desaparecieron para siempre y hoy las especies de aves capaces de volar, que pueblan nuestro planeta, apenas alcanzan la sexta parte del peso de aquellos voladores.

Los pájaros pequeños, como el jilguero europeo y la golondrina común (de unos 16 gramos de peso) tienen alas que soportan un peso del orden de 1,2-1,7 kilogramos por metro cuadrado. El peso dividido por la superficie de las alas es un parámetro importante en cualquier volador, que se denomina carga alar. Estos pájaros tan livianos vuelan a velocidades de 36-46 kilómetros por hora.

Entre las aves más pesadas se encuentran los cisnes. El cisne chico y el cisne vulgar pesan de 6,7 a 10,8 kilogramos y sus cargas alares son del orden de 14,7-16,6 kilogramos por metro cuadrado. Tal y como era de suponer, conforme aumenta el peso del animal la superficie de las alas no crece en la misma proporción y por tanto la carga alar aumenta. El incremento de la carga alar, entre al golondrina y el cisne, es muy significativo (se multiplica por diez, aproximadamente). Para compensar esta pérdida de superficie en las alas, el pájaro más pesado tiene que volar, a la misma altura, más deprisa, porque sabemos que la sustentación es proporcional a la superficie del ala y al cuadrado de la velocidad. Sin embargo, los cisnes vuelan a una velocidad de 58,3-66,6 kilómetros hora, más deprisa que los jilgueros (46 Km/h), pero no tres veces más deprisa que es lo que parece que debería ocurrir.

¿Cómo es posible que con tan poco incremento de velocidad, con respecto a los jilgueros, los cisnes puedan mantenerse en vuelo? Es algo que no está nada claro.

Si observamos lo que ocurre con los aviones, podemos constatar que el Boeing 737-600 (66 toneladas de máximo peso de despegue) y el Airbus A-320 (73,5 toneladas de máximo peso de despegue) tienen una carga alar de 528-599 kilogramos por metro cuadrado, respectivamente, y su velocidad de crucero es de unos 850 kilómetros por hora. El Boeing 747-400 ER (412 toneladas) y el Airbus A380 (590 toneladas), con cargas alares de 762-698 kilogramos por metro cuadrado, también respectivamente, mantienen velocidades de crucero de unos 900 kilómetros por hora. En este caso existe una clara proporción entre el incremento de la velocidad de crucero, en relación con el de la carga alar. Con los aviones ocurre, como en los pájaros, que con el peso del volador aumenta la carga alar y la velocidad de crucero, pero —a diferencia de ellos— el incremento de velocidad se ajusta más al supuesto de que la sustentación es proporcional al cuadrado de la velocidad.

Pájaros y aviones son capaces de mantenerse en vuelo dentro de un amplio rango de velocidades. En el caso de las aeronaves de ala fija, la sustentación además de ser proporcional a la superficie de las alas y al cuadrado de la velocidad, también lo es a la forma del perfil del ala, al ángulo con que recibe el aire (ángulo de ataque) —cuando mayor sea este ángulo, mayor es la sustentación (hasta un valor de unos 20 grados, a partir del cual el ala entra en pérdida)— y a la densidad del aire. A poca velocidad, los aviones aumentan la sustentación con dispositivos hipersustentadores (flaps) y presentando un mayor ángulo de ataque; sin embargo, con ángulos de ataque elevados el perfil del ala ofrece una gran resistencia al avance. Conforme aumenta la altitud de vuelo la densidad del aire disminuye, lo que también afecta de forma directa la sustentación. A 9000 metros de altura la densidad del aire es una tercera parte de la que tiene a nivel del mar (1,2 kilogramos por metro cúbico), en condiciones estándar.

El aumento del peso, en un avión comercial, exige alas de mayor tamaño lo que plantea problemas estructurales y operativos. Por esos motivos, es difícil construir aeronaves cuya carga alar exceda los 800 kilogramos por metro cuadrado. Para esos valores de la carga alar la velocidad del vuelo de crucero ideal debería superar los 900 kilómetros por hora, operando a unos 30 000 pies de altitud. En esas condiciones el avión se aproxima a la velocidad del sonido en cuyo umbral la resistencia aumenta de forma brusca y considerable y puede considerarse como un límite operativo. De acuerdo con todo lo anterior, aeronaves de 600 toneladas de peso máximo de despegue, como el Airbus A380, se encuentran muy cerca del límite del peso máximo práctico. La aeronave más pesada que existe en la actualidad es el Antonov AN-225, Mriya, de la que se ha fabricado una sola unidad y es capaz de levantar 640 toneladas de peso máximo de despegue. Su velocidad de crucero es de 800 kilómetros por hora, pero su consumo de combustible es muy elevado.

Con respecto a los pájaros, que baten las alas, hemos visto que los más pesados vuelan bastante más despacio de lo que se supone que tendrían que hacer utilizando un modelo de ala fija. Algunos estudiosos dicen que los gansos vuelan casi al borde de la pérdida aerodinámica, con un ángulo de ataque considerable, lo que les obliga a realizar un gran esfuerzo. Quizá sea así, pero la realidad es que sabemos muy poco del vuelo de las aves pesadas que de forma milagrosa consiguen unas prestaciones excepcionales.

De momento parece que es difícil encontrar pájaros que vuelen con un peso superior a los 10 kilogramos y aeronaves que levanten más de 600 toneladas en el despegue, algo que en el caso de los aviones se explica bien, pero que no está del todo claro en el de las aves.

Vuelos imposibles sobre La Antigua Ruta del Té (茶馬古道)

Songzanlin

Songzanlin en Shangri-La

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El té pu-erh se producía en la en la región de Xishuang Banna, de la provincia china de Yunnan, para el consumo local hasta que empezó a exportase al Tibet. De la ciudad de Yiwu partía la Antigua Ruta del Té hacia el Norte y el producto se almacenaba para su distribución en Pu-ehr, la ciudad que le dio su nombre a la infusión. Desde allí la ruta seguía hacia Dali, Lijiang, Dequin, Chamdo, hasta llegar a Lhasa en el Tibet. También había otro ramal, que desde Ya’an, en la provincia china de Sichuan, se unía al anterior antes de adentrarse en las montañas. Lo más excepcional de la ruta es que se eleva a través de los picos más altos de nuestro planeta, en la cordillera del Himalaya.

El comercio se inició hace unos mil años y consistía, principalmente, en intercambiar té pu-erh con pequeños caballos tibetanos. El té era muy apreciado en el Tibet, como complemento a una dieta rica en carnes, y las milicias chinas valoraban los alazanes de las tierras altas, de escaso porte pero extraordinariamente fuertes. Caballos y té, dieron origen a una ruta que también se conoce con el nombre de la Antigua Ruta del Té y Caballos, por la que se podía acceder a China desde la India.

Hay un punto en el que se encuentran las provincias chinas de Yunnan y Sichuan con la Región Autónoma del Tibet, es el lugar en el que convergen los dos ramales de la Antigua Ruta del Té. Hace muy poco tiempo, en 2002, las autoridades chinas tuvieron la idea de rebautizar aquella zona con el nombre de Shangri-La, que en tibetano significa «el sol y la luna en el corazón». Las tierras de Shangri-La se asientan a más de 3000 metros de altura sobre el nivel del mar; un proverbio chino dice que «es el lugar donde primero se ve el amanecer». El Gobierno tuvo la ocurrencia de ubicar en aquella parte del mundo el edén que los pasajeros de una accidentada avioneta encontraron por casualidad. La historia la narró un escritor británico, James Hilton, en su novela Lost Horizon publicada en 1939. Hilton no dijo donde se hallaba el paraíso con la fuente de la eterna juventud con que se encontraron los protagonistas de su historia; se limitó a ponerle un nombre al lugar: Shangri-La. El gobierno chino decidió ponerle un lugar al nombre. Con la intención de promocionar un enclave turístico del país, que ya contaba con un espléndido monasterio, Songzanlin, decidió que Shangri-La estaba en aquel magnífico enclave de la Antigua Ruta del Té.

Pero, si el trasiego de los mercaderes de la Antigua Ruta del Té a través del Himalaya es casi inexplicable, los vuelos migratorios de los gansos asiáticos (ánsar indicus) que recorren aquellos cielos son igual de sorprendentes. La ruta que siguen estos voladores va de las planicies de la India hasta Mongolia, atravesando la plataforma tibetana. En 2009, un equipo de científicos de la Universidad de Bangor colocó transmisores que radiaban la posición (GPS) en 25 ejemplares, antes de que salieran de la India. El viaje de 8000 kilómetros lo hicieron a través del Himalaya ascendiendo hasta 6437 metros y cruzando la cordillera en unas ocho horas, sin parar, a una velocidad de unos 60 kilómetros por hora. El perfil de vuelo, en altura, muestra que siguieron el relieve del terreno, sin apartarse mucho del suelo. Según los científicos que han estudiado estos vuelos migratorios, los gansos no se aprovechan de las corrientes de los vientos, vuelan de noche y agitan vigorosamente sus alas. Con el frío nocturno disipan con mayor facilidad el calor que genera su terrible esfuerzo y el aire es más denso, lo que aumenta la sustentación.

Toda la información que se ha obtenido durante los últimos años acerca del ganso asiático, viene a echar por tierra la creencia de que estos pájaros, igual que hacen otros muchos, se aprovechan de las térmicas o las corrientes ascendentes para efectuar sus largos vuelos migratorios. Al parecer, son capaces de mantener un nivel de esfuerzo excepcional durante muchas horas de forma continuada. Según la doctora Lucy Hawkes, co-responsable junto con el fisiólogo Charles Bishop del estudio de la universidad de Bangor: «Estos pájaros mantienen un consumo increíble de oxígeno, unas 10 veces mayor que si estuvieran en reposo, y lo necesitan durante…horas hasta el final…establecen un nuevo nivel de ejercicio aeróbico…no está claro que pertenezcan a la misma clase atlética que los gansos…». Durante los últimos años, los investigadores han descubierto que los gansos asiáticos poseen pulmones más grandes, capilares más densos y hemoglobina especial; lo que facilita una gran aportación de oxígeno a sus músculos, comparativamente mayor que la de otras especies similares de pájaros.

Tal y como apunta la doctora Hawkes, el vuelo migratorio de los gansos asiáticos cuestiona algunos principios que hasta ahora se han dado por válidos. De acuerdo con los experimentos que se han realizado en túneles de viento con pájaros, para un ave de unos 2 kilogramos de peso (como el ganso asiático) la potencia mecánica que exige el vuelo, batiendo las alas, es del orden de unos 25 vatios. Se acepta, por lo general, que para producir potencia mecánica útil los músculos necesitan quemar del orden de cuatro veces más energía. Eso quiere decir que los músculos del ave deben producir unos 100 vatios de potencia para suministrar los 25 que precisa el vuelo. La energía muscular la genera el animal quemando sus reservas de grasa (38 kilojulios por gramo de grasa, aproximadamente). El viaje de 8000 kilómetros, de la India a Mongolia dura unas 133,3 horas, a 60 kilómetros por hora de velocidad media. Los 100 vatios de potencia consumirán 48 millones de julios (133 x3600x100) para completar el trayecto, por lo que se tendrán que quemar 1,2 kilogramos de grasa; eso equivale a más de la mitad del peso del animal. En realidad haría falta más energía porque las aves ascienden a unos 6000 metros de altura y aunque la velocidad ascensional es relativamente pequeña (unos mil metros por hora) la demanda energética se incrementa por este motivo en unos 5 vatios (20% adicional), durante el ascenso.

El experimento, o al menos la información que tengo del mismo, no describe en qué condiciones llegan los gansos a Mongolia, aunque parece muy poco probable que aterricen tan escuálidos y bastante difícil que por el camino puedan ingerir suficiente alimento para recuperar, de forma significativa, la pérdida de peso. Es muy posible que el rendimiento muscular (porcentaje de energía metabólica que se transforma en energía mecánica útil) sea mayor, en vez del 25% podría alcanzar el 30-40%. Aún así, sigue siendo difícil de explicar el vuelo de los gansos asiáticos, batiendo las alas de forma continuada, a través del Himalaya.

Shangri-La es una tierra de misteriosos esfuerzos. Dicen que los porteadores de la Antigua Ruta del Té acarreaban sacos cuyo peso igualaba al suyo y que sus paticortos y robustos équidos los superaban. Al parecer, las aves que remontan aquellas alturas también poseen una extraordinaria energía.

El colibrí, un helicóptero perfecto y valeroso.

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Fotografía Dan Pacamo

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Los indios Taino del Caribe y Florida llaman a sus guerreros ‘colibrís’ ya que estos pequeños voladores protegen su territorio como si tuvieran el corazón de un águila. Dicen que el padre Sol, Agueybaba, transformó un día a unas pequeñas moscas en pajarillos y así nacieron los colibrís. Son pájaros minúsculos, de 7,5 a 13 cm, oriundos de América de los que se conocen unas 300 especies diferentes.

Se alimentan del néctar de vistosas flores y lo sorben con su largo pico mientras sus alas los mantienen quietos en el aire. Son los maestros del vuelo en suspensión, un ejercicio que resulta imposible para la mayoría de las aves: permanecer en el aire inmóviles. Incluso los pájaros que pueden realizarlo, lo hacen durante intervalos de tiempo muy cortos. Es agotador.
Los brazos de los pájaros tienen una estructura similar a la de los humanos. Tyson Hedrick, de la Universidad de Carolina del Norte, en Chapel Hill, explica cómo mueven las alas los colibrís cuando están suspendidos en el aire: «mantenga la parte superior de los brazos pegadas al cuerpo, con el codo en la cintura y mueva los antebrazos hacia delante y atrás». Algo muy distinto a lo que, según el profesor, hacen las gaviotas que, si quisiéramos emularlas, tendríamos que extender nuestros brazos, subirlos y bajarlos.

Las plumas primarias de las alas de los pájaros se insertan en las manos y el colibrí gira las muñecas 180 grados al final de cada recorrido (adelante y atrás), para que en ambos trayectos el ala aporte sustentación (75% y 25%). En definitiva, este pájaro mueve las alas mediante una rotación del hombro (de unos 140 grados aproximadamente) para impulsarlas adelante y atrás y una rotación de 180 grados de las muñecas para que trabajen en los dos recorridos. Sus músculos funcionan de un modo muy distinto a los de la mayoría de las aves, pero el mecanismo parece muy eficiente para el vuelo en suspensión si lo comparamos con cualquier helicóptero convencional. Los colibrís pueden quedar suspendidos en el aire y desde esta posición pasar a moverse hacia adelante, atrás o a los lados, con gran rapidez. El consumo energético de los colibrís es prácticamente el mismo cuando vuelan hacia adelante o hacia atrás y en ambos casos resulta un 20% más eficiente que en los vuelos en suspensión.

La práctica habitual de un vuelo que demanda tanta potencia ha hecho de estos animales unos grandes consumidores de energía. Sus músculos pectorales alcanzan un peso que es del orden del 25% de su cuerpo. La frecuencia con la que baten las alas es de 50 a 200 veces por segundo. Su corazón late en reposo a un ritmo de unas 250 pulsaciones por minuto, pero cuando vuela esta cifra puede subir hasta 1260. El extenuante ejercicio de su vuelo los ha convertido en los animales cuyo metabolismo es el más rápido que se conoce. Necesitan ingerir una cantidad de néctar, diaria, que puede superar su propio peso para acumular el azúcar que consume su elevado metabolismo. Con el fin de ahorrar energía inútil, durante los periodos de descanso nocturno pueden caer en una especie de aletargamiento durante el que la temperatura de su cuerpo baja de 40 grados a 18 y su metabolismo se reduce al mínimo. A pesar de todos estos excesos, los colibrís que consiguen superar la alta mortalidad infantil de su especie pueden llegar a vivir diez o más años.

Una vieja leyenda quechua inspiró el libro El vuelo del colibrí, del Dalai Lama y la ecologista keniana Wangari Muta Maathai, en el que un pequeño volador de esta especie consiguió apagar el incendio de un bosque llevando en su pico agua, gota a gota, mientras los demás animales lo observaban desconcertados. Es el símbolo de la entrega y el valor, pero sobre todo es el maestro del vuelo en suspensión del que nuestros helicópteros de ala rotatoria no han aprendido nada, todavía.

El amerizaje frustrado de una joven gaviota

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Con poco viento las gaviotas suelen quedarse en las rocas desde donde otean la superficie del mar. Esto es lo que hacen las pescadoras porque ya hay muchas que pasan el día entero en el interior buscando alimento en los basureros y, al parecer, han dejado de faenar en los mares que es más trabajoso.

Esta gaviota juvenil ─ una larus michahellis, o gaviota patiamarilla, aunque podría ser una larus fuscus, o gaviota sombría, ya que las dos de jóvenes tienen un aspecto bastante parecido─ es una pescadora y ha abandonado su atalaya en tierra firme para recoger un trozo de pan que ha visto sobre el agua. Después de batir las alas cuatro o cinco veces se ha colocado a una altura desde la que va a planear hasta el sitio en el que flota el mendrugo; allí, parece que tiene intención de amerizar: dejándose caer sobre el agua y nadando picoteará su presa hasta engullirla por completo. En la primera imagen, la gaviota ya ha ajustado sus alas para que la trayectoria del vuelo la lleve a su objetivo; las puntas están ligeramente arqueadas. Si las extiende un poco más bajará con menos inclinación y si las recoge, con más. La actitud y la apertura de las plumas de la cola, así como la posición de las patas también le sirven para regular la fuerza de resistencia al avance en el planeo y modificar el ángulo de descenso. Con las patas extendidas frenará su marcha y aumentarán la velocidad y el ángulo de planeo. La joven larus se ha entrenado para saber cómo colocar las alas, la cola, las patas y su cuerpo para que la trayectoria sea la que se adecúe mejor a la misión de su vuelo.

 

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Cuando ya está muy cerca del objetivo la gaviota descuelga las patas y levanta las alas para frenar la velocidad de avance y se dispone a caer casi en vertical sobre el mendrugo de pan. Pero surge el primer problema y es que ha calculado mal la trayectoria, aún es inexperta, las manchas de su cuerpo la delatan porque las adultas cubren sus espaldas con un manto de plumas oscuro y el resto del cuerpo es blanco. Ha hecho corto y el pan está un poco más lejos.

 

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No le queda otro remedio, tiene que rehacer los cálculos e improvisar un breve y último planeo para lo que extiende las alas, con las patas colgando todavía. Así conseguirá ganar unos metros antes de caer al mar.

 

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Sin embargo, las sorpresas no se han acabado. Otra gaviota ha llegado antes a las proximidades del trozo de pan y está sobre el agua. Se dirige a la recién llegada con un gesto muy poco amistoso, acompañado de un graznido amenazador que se le escapa por el pico entreabierto.

 

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La gaviota en el aire, a punto de desplomarse, no se lo piensa mucho y decide abandonar su presa. El plan de vuelo que había seleccionado la llevaba a la superficie del agua por lo que estas correcciones de última hora las hace con gran dificultad: con la punta de la pata izquierda toca el mar y después lo hace con la pata derecha. Levanta las alas porque ahora lo que desea es remontar el vuelo y las va a tener que batir con una fuerza extraordinaria si quiere ascender. Es una situación delicada e incómoda abortar un amerizaje. Una gaviota adulta, con más experiencia, hubiera elegido otro plan de vuelo. Casi seguro que, bastante antes de llegar a su objetivo, habría roto el planeo para aletear con fuerza y acercarse al mendrugo de pan con mucha velocidad, la suficiente como para pasar rozando la superficie del agua y salir de allí con el botín en el pico.

 

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Ahora la joven gaviota tiene que cambiar sus planes sobre la marcha. Aún volverá a tocar el agua otra vez con la pata izquierda. Han sido tres zancadas sin que su vientre se apoyara en el mar. Las alas bajan a gran velocidad y al mismo tiempo las extiende e impulsa hacia delante, agacha la cabeza, estira el cuerpo y levanta la cola. Su corazón late a 500 pulsaciones por minuto. El brusco movimiento de sus alas induce un viento aparente capaz de darles la sustentación que necesita para soportar su liviano peso.

 

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Ya ha ganado velocidad y altura, ha tenido suerte, se ha librado de un chapuzón indeseado y del picotazo de una compañera. Ahora seguirá aleteando para ascender un poco más; luego planeará de vuelta a otra roca donde efectuará un aterrizaje a barlovento y allí aguardará hasta que decida elaborar su próximo plan de vuelo.

Estas siete imágenes pertenecen al episodio protagonizado por una gaviota en un corto espacio de tiempo: tan solo dos segundos.

 

 

 

 

Águila monera

Aguila de Filipinas

Foto: Jef Maitem/Alamy

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Esta hermosa águila de bonitos ojos está en peligro de extinción. Es poco sociable: tiene muy mal carácter y cuando la han tratado de criar en cautividad, en dos ocasiones, la hembra mató al macho. Vive de 30 a 60 años.

Hasta 1896 nadie en el mundo occidental sabía de su existencia. Se descubrió en Filipinas ese año, porque suele permanecer oculta en bosques frondosos. Los nativos la llamaban come-monos ya que pensaban que se alimentaba solamente de estos animales, aunque después se ha comprobado que también le gustan algunas ratas, las serpientes, las ardillas voladoras, los murciélagos, muchos tipos de pájaro y los lémures. Se la bautizó con el nombre de águila monera, por su afición a devorar simios, y también se le conoce como águila de Filipinas.

Es una de las rapaces más grandes y poderosas que existen: sus alas extendidas de punta a punta miden más de 2 metros, pesa unos 6,5 kilogramos y tiene una altura de casi 1 metro.
Endémica de las Filipinas, en la actualidad tan solo quedan unos 300 ejemplares en la isla de Mindanao y pocos más en el país. En 1995 fue declarada pájaro nacional de Filipinas. Quizá tan alto honor la libre de la desaparición; que así sea.

Encuentros entre pájaros y aviones

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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

 

Es posible que el número de pájaros que habitan nuestro planeta esté entre los cien mil y los cuatrocientos mil millones. Es una horquilla bastante amplia. Sin embargo, el número de aeronaves comerciales ronda las 29◦000, muchísimas menos que pájaros y, en cada momento, no vuela más de una tercera parte de la flota mundial de estos singulares pajarracos construidos por el hombre con aluminio y fibra de carbono. Los pájaros de verdad y los de las aerolíneas comerciales surcan el cielo de día, de noche, con lluvia, con niebla, cuando la visibilidad es buena, por debajo de las nubes y por encima y a través de ellas. Sin embargo, tienen un problema y es que no saben muy bien cómo evitar encontronazos que suelen ser siempre fatales para los animales y en algunas ocasiones desastrosos para los humanos.

De acuerdo con un informe publicado por Boeing en 2011, desde 1988 más de 219 personas, en todo el mundo, han perdido la vida a consecuencia de impactos de pájaros contra aeronaves, en 2010 las aerolíneas estadounidenses notificaron unos 9000 impactos de animales salvajes con aeronaves, en la mayoría de los casos pájaros; de 1990 a 2004 estas aerolíneas tuvieron 31 incidentes en los que los pilotos debieron lanzar al aire combustible (unos 11◦400 galones de promedio) para realizar aterrizajes de emergencia después de haber sufrido impactos de pájaros durante el despegue o el ascenso inicial. La mayor parte de estos incidentes se producen a baja altura, pero aunque parezca insólito, el 29 de noviembre de 1973 un avión comercial colisionó con un buitre a 11◦280 metros de altura cerca de Abidjan en Costa de Marfil. Las colisiones de las aves con los aviones comerciales se producen en un 13% de los casos en el parabrisas, el 8% en el morro, un 31% de las veces en las alas, el 4% en el fuselaje, y lo que quizá sea peor: el 44% en los motores; la ingesta de aves puede hacer que los motores dejen de funcionar.

El número de incidentes de este tipo ha crecido a lo largo de los últimos años conforme las medidas de protección medioambiental favorecen la proliferación de especies, antes en vía de extinción. La población de cormoranes de los Grandes Lagos aumentó de 200 adultos, en 1970, a 260◦000 en 2006; los 60 estorninos que en 1890 se liberaron en el Central Park de Nueva York, hoy se han extendido por toda Norteamérica para formar una familia de 150 millones de individuos, son pájaros de gran densidad a los que se les considera como auténticas “balas con plumas”; la población de águilas calvas, de cabeza blanca, contaba con unas 400 parejas en 1970 y en 2010 eran más de 13◦000; 125 águilas calvas impactaron con aeronaves entre 1990 y 2009 en Estados Unidos, según los informes de los pilotos. El número de gansos de Canadá, en aquel país, ha pasado de un millón, en 1990, a 3,9 millones en 2009.

El ganso de Canadá es un ave que puede pesar cerca de 6 kilos y en invierno puebla el centro de América del Norte. El 15 de enero de 2009, sobre las heladas aguas del río Hudson, en New Jersey, un Airbus A320 de la aerolínea US Airways se topó con una bandada de estos pájaros unos 20 minutos después de despegar del aeropuerto de La Guardia. Las aves impactaron en el fuselaje y los motores se tragaron tantas plumas que Chesley Sullenberg, el piloto de la aeronave, se vio obligado a realizar un amerizaje de emergencia en el río. Su pericia y la fortuna hicieron que todos los pasajeros y la tripulación fueran rescatados sin sufrir daños graves. El mundo entero pudo contemplar las insólitas imágenes de un avión flotando sobre las aguas, cerca de la calle 48 de Manhattan, mientras los 150 pasajeros y 5 tripulantes esperaban de pie encima de las alas la llegada de las barcas que los rescataron.

Sin embargo, el vuelo 1549 de la US Airways no fue el primero que protagonizó encuentros de aviones con pájaros. Durante la Gran Guerra, en 1916, el Times publicó la fotografía de un piloto francés mirando atónito el cuerpo de un pobre halcón que, en vuelo, se había enganchado en las riostras de su aeroplano. Es posible que sea el primer incidente de esta naturaleza del que se tiene constancia gráfica, pero en 1905 Orville Wright ya se encontró con una bandada de pájaros y uno de ellos quedó sobre el ala superior de su aeroplano hasta que en un viraje cayó al suelo. Y desde entonces las colisiones entre aviones y pájaros son muy frecuentes. Quizá la peor fue la de un Lockheed L-188 Electra de Eastern Air Lines que el 4 de octubre de 1960, al despegar en Boston, se metió dentro de una bandada de estorninos. Los pájaros afectaron los cuatro motores y el avión se estrelló: 62 personas perdieron la vida en aquél accidente.

Pájaros y aviones compiten en el espacio aéreo y aún no saben cómo apartarse unos de otros. Quizá con el tiempo aprendan, aunque me parece que tendrán que ser los humanos quienes tomen la iniciativa.