Los voladores más pesados

Sikorsky-LeGrand

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

 

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

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

 

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.

Humming Duels

Fotografía Dan Pacamo

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

 

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

gav_01

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

 

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.

 

gav_02

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.

 

gav_03

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.

 

gav_04

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.

 

gav_05

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.

 

gav_06

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.

 

gav_07

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

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

 

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

bird strike

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.

 

Vencejo alpino: 200 días en el aire

Rondone maggiore; Alpine Swift; Apus melba

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

 

En 2011 un equipo del Instituto Ornitológico Suizo, en colaboración con la Universidad de Berna, adhirió pequeños dispositivos electrónicos, capaces de grabar periódicamente la cantidad de luz y la aceleración, al cuerpo de seis vencejos alpinos.

Estos pájaros, después de la época estival de apareamiento y cría en Europa, hacen un largo viaje de miles de kilómetros, ya que emigran todos los años a África para pasar el invierno. Los científicos querían averiguar el consumo de energía de estos animales y determinar el tiempo que permanecían en vuelo.

Al año siguiente los estudiosos pudieron recuperar tres vencejos que habían regresado en verano a Europa. Se quedaron sorprendidos al comprobar que durante más de 200 días consecutivos los pájaros no habían dejado de volar. En ese tiempo habían recorrido unos 10◦000 kilómetros. Es el trayecto más largo que jamás se ha conseguido grabar con un dispositivo en un ave. El aparato registraba datos cada cuatro minutos y cabe la posibilidad de que se hubieran detenido en algunas ocasiones entre dos muestreos consecutivos, aunque es bastante improbable. Parece ser que el vencejo alpino (o vencejo real) puede permanecer en el aire durante 6 meses sin tocar el suelo en ningún momento.

Son animales pequeños de unos 20 centímetros de longitud y una envergadura de alrededor de 50 centímetros que pesan del orden de 100 gamos y se nutren de lo que se suele denominar como “plancton aéreo”: insectos pequeños, esporas, semillas y bacterias. El agua que contiene esta sustancia es suficiente para cubrir sus necesidades. Por lo tanto, cazan mientras vuelan; incluso beben en el aire. Según Felix Liechti, del Instituto suizo estos pájaros “pasan más tiempo durante la noche en tierra, conforme más al norte se encuentran”. Y en África, durante el invierno, siempre están volando; suelen hacerlo a gran altura y desde tierra no se les ve.

A España llegan de marzo a abril y se marchan de septiembre a octubre. En verano, buscan zonas montañosas con acantilados para pernoctar enganchados a las rocas con sus patas cortas. Construyen los nidos en lugares de difícil acceso, año tras año, casi siempre en el mismo sitio. Pero, hay otros que lo hacen en los pueblos, debajo de un tejado o de un puente, o en la grieta de una vivienda. Los fabrican con paja, barro y plumas.

Los dos adultos colaboran en el proceso de incubación que dura unos 20 días. Los polluelos permanecen en el nido un par de meses. En sus excursiones para alimentar a las crías los vencejos adultos se alejan mucho de los nidos y traen los insectos que cazan apretados en pequeñas bolas que amalgaman con su saliva gomosa. Las crías pueden hacer que la temperatura de su cuerpo baje y aletargarse si, debido al mal tiempo, sus padres no pueden salir a cazar insectos para ellos.

La capacidad de estos animales para volar de forma ininterrumpida durante 200 días y descansar en el aire sigue siendo un misterio sin resolver.

 

Vampiros y murciélagos

n476040a-f1_2f

Vampiro

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

 

De las más de mil especies de murciélagos, que existen en la Tierra, solamente tres de ellas son vampiros y se alimentan de sangre, que no chupan sino que lamen después de cortar la carne de sus víctimas con sus afilados dientes. Los vampiros tienen un pequeño hoyo, cerca de la nariz, que contiene un sensor capaz de detectar radiaciones infrarrojas (calor). Gracias a este órgano encuentran, en plena oscuridad, el lugar exacto de las venas de sus víctimas. Viven en el interior de cuevas húmedas, cálidas y oscuras, en colonias que agrupan a más de un millar de miembros. Son muy sociables, se alimentan de sangre que guardan y regurgitan si es necesario para compartir con las crías y sus compañeros. De escaso porte, pesan de 50 a 60 gramos, son presa fácil de los grandes pájaros depredadores, como los halcones y las águilas.

Sin embargo, los vampiros no dejan de ser un episodio aislado en el vasto universo de los murciélagos.

A los murciélagos, en general, les gusta lamerse el pelo mientras descansan colgados de las patas, con la cabeza hacia abajo. Así se sueltan, abren los brazos y comienzan a volar enseguida, aprovechando la caída.

Hay murciélagos muy pequeños, de apenas una docena de centímetros que pesan pocos gramos, como los vampiros, y los hay gigantes, como el zorro volador, cuyas alas tienen una envergadura de 1,5 metros y pesa cerca de dos kilogramos. Son mamíferos muy longevos: viven alrededor de 30 años.

No son ratas voladoras, no tienen nada en común con los roedores y de parecerse a algún animal sería a los simios y pueden engullir más de un millar de mosquitos en una hora de vuelo.
Mucha gente piensa que están ciegos, pero ven bastante bien, sobre todo de noche, aunque es posible que no distingan los colores.

Pero, la característica más sorprendente de estos voladores de alas cortas y anchas, es su capacidad para comunicarse, navegar y localizar a sus presas mediante el análisis de los ecos de los sonidos que emiten (ecolocalización).

Los sonidos que transmiten los murciélagos se encuentran, por lo general, en una banda de frecuencia de 20 a 120 kilohertzios (kh), que es una zona del espectro muy aguda, en su mayor parte inaudible para los seres humanos. El hombre tiene dificultades para detectar sonidos cuya frecuencia sea superior a los 20 kh.

Para que un murciélago pueda determinar, mediante la ecolocalización, la distancia y la orientación a la que se encuentra su objetivo, el animal tiene que medir el tiempo transcurrido entre la emisión del sonido y el momento en el que su oído detecta el eco (distancia), así como evaluar la diferencia de fase del eco que recibe en cada oreja (orientación o acimut).

Los murciélagos transmiten sonidos cortos con una frecuencia determinada y guardan silencio para escuchar el eco o emiten sonidos más largos en los que cambian de forma continuada la frecuencia. Si las señales que transmiten son cortas, para evitar que sus llamadas los ensordezcan pueden cerrar sus canales auditivos mientras los emiten. Cuando las señales que transmiten son largas, a veces lo hacen en frecuencias que sus orejas no detectan; estas señales al reflejarse, debido al movimiento del murciélago y al que pueda tener el objetivo, devuelven ecos cuyas frecuencias son diferentes a la de la señal emitida (efecto doppler) que los pabellones auditivos del animal sí pueden detectar. Estas dos formas de emitir señales, que en un lenguaje más formal podemos denominar como pulsaciones de banda estrecha y frecuencia constante (CF) o pulsos de banda ancha y frecuencia modulada (FM), admiten combinaciones. Las emisiones CF suelen durar de 10 a 100 milésimas de segundo y hay veces que se producen precedidas y seguidas de emisiones del tipo FM.

Cuando un murciélago vuela en busca de presas emite un pulso cada décima de segundo. Si detecta una, mientras se aproxima a su objetivo irá incrementando la frecuencia con la que emite impulsos de manera progresiva hasta que, durante la fase final de la caza, las emisiones, que ocupaban un 10% del tiempo al principio, se convierten en un zumbido que cubre el 90% del tiempo.
El sonido lo producen en la laringe, como todos los animales, aunque pueden evacuarlo a través de la boca o de los orificios nasales. Hacerlo a través de este último conducto les permite navegar con una presa en la boca y lo que es más importante: concentrar las señales ya que en función de la separación de los orificios nasales la forma del haz sonoro varía y puede focalizarse.

El murciélago forma parte de nuestra historia. Según la leyenda, alguno de estos voladores debió prestar buenos servicios al rey aragonés Jaime I. De hecho, es un mamífero que ocupa un lugar preeminente en el escudo de la ciudad de Valencia, como cimera de la corona; allí se le llama Ratpenat. También está en el escudo de Palma de Mallorca y hasta no hace mucho tiempo ocupaba un lugar de honor en el de Barcelona.

Pero, aun así y todo, no es un volador que suscite la simpatía popular. La gente lo mira con recelo, quizá porque sale a cazar por la noche y vive en lugares oscuros, o quizá por culpa de esas especies que tragan sangre ajena todos los días, hasta tres veces lo que pesan (aunque pesan poco).

La historia del escritor Bram Stoker que se publicó en 1897, con el nombre de Drácula, basada en la vida del príncipe rumano Vlad Drácula, o Vlad el Empalador, ha demonizado para siempre a las tres especies de murciélagos vampiros; incluso, teniendo en cuenta que ninguna de ellas podría sobrevivir en los Cárpatos rumanos (país de Drácula) ya que son oriundas de Sur y Centro América. La saliva de estos difamados lamedores de sangre tiene agentes anticoagulantes que hoy se emplean para el tratamiento de enfermedades vasculares. Quizá esta aportación a la salud de nuestra especie los salve del escarnio; siempre y cuando el público no se entere de que cada doce hembras se emparejan con un ocupado macho que para copular tiene que besarlas, apasionadamente, a la vez que comparte con ellas la sangre de su última víctima.

El vuelo de las aves

 

NOTA DEL AUTOR:

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

Tapa_el_libro_del VueloAves

 

 

En la foto, esta gaviota lleva en el pico un trozo de comida que ha tomado del agua y está volando horizontalmente. Las alas se encuentran en el movimiento descendente y puede observarse perfectamente cómo las puntas se tuercen y descienden casi perpendicularmente hacia el agua, mientras que la parte del ala próxima al cuerpo se mantiene paralela a la superficie del mar. El ala no forma un plano sino que sufre una torsión. La fuerza aerodinámica resultante en las puntas tiene la dirección del vuelo, hacia adelante, mientras que la fuerza aerodinámica de sustentación en la parte central de las alas es hacia arriba. Así es como la gaviota consigue generar la fuerza de empuje para avanzar, venciendo la resistencia, y la de sustentación para compensar el peso.

Vuelo de las aves

Pero, esta no es la única forma de volar de la gaviota que cuando está en el aire pasa la mayor parte del tiempo con las alas extendidas, planeando o ganando altura gracias a corrientes ascendentes. Las gaviotas, como todas las aves que vuelan, han desarrollado sus habilidades para la navegación aérea a lo largo de millones de años.

Huesos, plumas y formas de volar

Las aves tienen un esqueleto de huesos fuertes y huecos. Los brazos sujetan las alas y, al igual que en el hombre, el húmero se une al cuerpo en la cintura escapular. A partir del codo, en el antebrazo hay dos huesos, el cúbito y el radio, luego en la mano el carpo y metacarpo están unidos y los dedos son muy cortos, simples puntas, salvo uno más alargado. El esternón está reforzado por una quilla, para soportar la tensión de los poderosos músculos pectorales. El cuello es largo y cuenta con un gran número de vértebras cervicales, al igual que las patas, también largas por lo general, lo cual facilita, estirando o encogiendo cuello y patas, el cambio de posición del centro de gravedad durante el vuelo para hacerlo coincidir con el centro de sustentación.

Las aves están recubiertas de plumas que son parte de la estructura epidérmica, hechas con una sustancia queratinosa, al igual que las escamas de los reptiles en las que tienen su origen. Algunos reptiles mesozoicos poseen escamas similares a las plumas de las aves que no vuelan, como es el caso de las avestruces africanas, por lo que se supone que el plumaje apareció en un principio para aislar la epidermis del animal y mantener el calor, no para volar.

La estructura de una pluma es bastante compleja: se inserta en la piel en la parte inferior de su eje llamado raquis, que está hueco, del que- a ambos lados- sale una superficie que se llama vexilo, formada por barbas perpendiculares al raquis de las que emergen, también perpendicularmente, las bárbulas y los ganchillos que se sujetan a otras bárbulas. No todas las plumas son iguales, las remeras y timoneras son las de las alas y de la cola, que se utilizan activamente en el vuelo y el resto son simplemente plumas de cobertura. Hay dos tipos de plumas remeras, las primarias que se insertan en las manos, en las puntas de las alas por tanto, y cuyo número suele variar de 9 a 12 en las aves que vuelan, y las secundarias que se insertan en el antebrazo, y cuyo número varía de 6 a 32. Las aves suelen cambiar el plumaje de cobertura dos veces al año y las plumas remeras y timoneras una vez al año.

Las aves vuelan para desplazarse de un punto a otro para buscar alimento, o refugio fuera del alcance de los depredadores, para anidar, y otras veces vuelan en busca de un mejor clima, lo que se conoce como migración. El vuelo les permite recorrer grandes distancias y salvar fácilmente obstáculos que para los animales terrestres pueden resultar infranqueables.

Podemos distinguir cinco formas de vuelo: el planeo, el paracaidismo, el remonte, el vuelo de aleteo y el vuelo en suspensión. Creo que el idioma inglés tiene más palabras que el castellano para diferenciar las diferentes formas de volar de las aves, así que para evitar confusiones yo llamo planeo a lo que en inglés se suele denominar como gliding y a veces también sailing, paracaidismo a lo que se conoce como parachuting, remonte al soaring o aspiration, y vuelo de aleteo al flapping.

Planeo

El planeo es un descenso ligeramente inclinado, con las alas extendidas y quietas, a velocidad constante. En estas condiciones la resultante de las fuerzas aerodinámicas tiene que ser igual al peso del animal. La fuerza aerodinámica tiene dos componentes, una perpendicular a la corriente del aire, que coincide con la trayectoria que sigue el ave, y que se llama sustentación (L) y otra en la dirección de la corriente de aire, que se opone al movimiento que llamamos resistencia (D). Es fácil ver que para que la sustentación (L) y la resistencia (D) compongan una fuerza vertical igual al peso del ave, la relación (L/D) tiene que ser igual a la cotangente del ángulo de planeo. Así pues, el ángulo de planeo depende de la relación entre la sustentación que generan las alas y la resistencia al avance que ofrecen esas alas y el cuerpo del ave. Las aves pueden ajustar sus alas y la configuración del cuerpo (extendiendo o recogiendo las patas) para planear con diferentes ángulos, siempre dentro de unos límites. Cuanto mayor sea esta relación, menor será el ángulo de planeo. El valor máximo que puede alcanzar (L/D), depende del tipo de ave y es del orden de 20 para los albatros, 10 para las cigüeñas y 4 para los gorriones. Esto quiere decir que un albatros necesita vencer 50 gramos fuerza de resistencia para generar 1 kilogramo de sustentación. Con el viento en calma absoluta, un albatros puede planear con ángulos muy pequeños, del orden de 3 grados, mientras que la cigüeña lo hará con 6 grados y el gorrión con 14 grados. Los buenos planeadores tienen alas de gran envergadura y alargadas.

Se llama relación de aspecto al cociente entre la distancia de punta a punta de las alas (envergadura) y su dimensión en el sentido longitudinal (cuerda). Cuanto mayor sea la relación de aspecto (AR), mejores serán las características aerodinámicas de las alas y la capacidad del ave para efectuar planeos con ángulos pequeños. Las alas del albatros tienen una relación de aspecto del orden de 15 y las de un gorrión, 3.

En cuanto a la velocidad de planeo, ésta vendrá determinada fundamentalmente por la relación entre el peso del ave y la superficie total de sus alas. Para el abadejo este valor es de 2,5 kgr/m2, mientras que para la paloma es de 3,0 kgr/m2, para la cigüeña de 7,0 kgr/m2 y para el cóndor 10,0 kgr/m2.

Paracaidismo

Cuando en un planeo la relación entre la sustentación (L) y la resistencia (D) es menor que la unidad, el ángulo de descenso es mayor de 45 grados. Los planeos con ángulos superiores a 45 grados se consideran normalmente como descensos del tipo paracaidista. Con alas cuya relación de aspecto es de 1 a 3 se puede obtener una gran sustentación, soportando ángulos de ataque muy altos sin entrar en pérdida. Además estas alas cuadradas son muy estables lo que favorece el efecto paracaídas. El paracaidismo es un tipo de vuelo que suelen practicar animales primitivos, como la ardilla voladora, y también algunas aves en determinadas fases del vuelo.

Remonte

En cuanto al remonte, se trata de un vuelo a nivel o en ascenso con las alas extendidas y quietas. Es una forma especial de planeo que únicamente puede darse cuando existe viento con una componente ascendente. Para ilustrar esta situación podemos considerar un ave que planea con una velocidad de descenso de 0,8 m/s. Si, volando en esas condiciones, se encuentra con una corriente ascendente de 0,8 m/s, se mantendrá a nivel. Lo que observaríamos es que el ave vuela en línea recta, avanza con las alas quietas, sin perder altura. Si la velocidad de la corriente ascendente se incrementa a 1,2 m/s, entonces el ave empezará a ascender.

Los buitres, albatros, águilas, cigüeñas, milanos, gaviotas, pelícanos y muchos halcones son auténticos maestros en el remonte. Las corrientes ascendentes térmicas, se deben al calentamiento del suelo provocando que el aire caliente ascienda, hasta unos 1500 metros con velocidades que alcanzan los 5 m/s. El chorro ascendente puede tener un diámetro de 1000 metros y cuando se enfría desciende a tierra por la superficie externa del cilindro ascendente de aire cálido. Para remontar, el pájaro tiene que hacerlo siguiendo círculos, sin salirse de la térmica, para no caer en la parte exterior donde se encuentra la corriente descendente de aire frío. Una vez que el ave se encuentra arriba, puede abandonar la térmica para iniciar un planeo normal. En el supuesto de que en el ascenso haya ganado 1500 metros, si en el planeo baja con un ángulo de 3,7 grados con una velocidad de descenso de 0,8 m/s, tardará en llegar al suelo unos 30 minutos y habrá recorrido alrededor de 20 kilómetros. Antes de llegar al suelo, el pájaro puede buscar otra térmica, ganar altura con ella y repetir otro descenso, planeando. Este método le permite al ave recorrer grandes distancias con un consumo mínimo de energía. Un pájaro especialmente dotado para el remonte de térmicas es el buitre africano cuya velocidad de planeo es del orden de 11 m/s, con un ángulo de descenso de unos 4 grados y una velocidad vertical inferior a 0,8 m/s, y aunque la relación entre sustentación y resistencia del buitre africano (15) es peor que la del albatros (20), es capaz de realizar giros con un radio de curvatura relativamente pequeño, lo cual le permite mantenerse en el interior de las térmicas más estrechas.

La orografía también genera corrientes ascendentes ya que el viento sigue las ondulaciones del terreno y las aves aprenden a utilizar estas corrientes ascendentes en beneficio propio.

El viento cera de la superficie del mar, debido al oleaje y el rozamiento con el agua, tiene una velocidad significativamente más pequeña que en las alturas. Por poner un ejemplo, con un viento duro de unos 15 m/s a unos 20 metros de altura, si bajamos a una altura de 1 metro sobre el mar, la velocidad se reduce a unos 10 m/s. Existe por tanto un gradiente de velocidad, aumentando ésta, en la medida que nos elevamos, hasta una cierta altura. Los pájaros pueden beneficiarse de este fenómeno, al menos teóricamente, lo cual se conoce como remonte dinámico. El albatros es un perfecto candidato para el ejercicio de esta clase de maniobras. Supongamos que un ave inicia un planeo descendente desde una altura de 100 o 200 metros a sotavento, es decir con el viento en cola, de forma que la velocidad con respecto a tierra es la que tenga con respecto al viento más la del viento. Cuando el pájaro llega cerca de la superficie del mar, después de su planeo descendente, gira y se pone cara al viento. Al ponerse cara al viento el pájaro se ve sometido a un incremento brusco e importante de la velocidad del flujo de aire que le proporcionará un incremento de sustentación y comenzará a ascender. En la medida en la que gane altura la energía cinética se consumirá, por el ascenso y por el rozamiento, pero como en la capa superior la velocidad del viento es mayor, debido al gradiente, hay un nuevo aporte de energía cinética que facilitará un nuevo ascenso y así sucesivamente, hasta que desaparezca el gradiente. El razonamiento es correcto, pero la realidad es que no se ha podido comprobar con exactitud el funcionamiento de este mecanismo en la práctica.

Lo que sí hacen los pájaros oceánicos, con toda seguridad, es aprovechar las corrientes ascendentes próximas a la superficie del mar, producidas por el viento al acomodar su trayectoria a los lomos de las olas. Arriba, cerca de las crestas, a barlovento, el viento puede tener una componente ascensional suficiente para que los pájaros vuelen sobre esa zona, remontando o ganando velocidad. Los albatros también saben aprovechar las fuertes ráfagas de viento que aparecen a sotavento de las crestas de las olas, justo dónde la corriente se desprende, creando debajo una zona de calma. Los albatros vuelan en la zona de calma adquiriendo velocidad para luego afrontar la ráfaga aprovechando el golpe de velocidad; ganan altura y planean hasta la zona de calma de la próxima ola, en donde repiten el proceso.

No todas las aves que vuelan son buenas planeadoras o remontadoras, aunque todas sean capaces de hacerlo.

Aleteo

El vuelo de aleteo consiste en desplazarse con velocidad moviendo las alas y este es un modo de vuelo que todas las aves voladoras practican.

Durante este vuelo, las puntas de las alas de las aves describen una compleja figura geométrica, que en muchos casos, como el de las palomas, tiene forma de ocho. Además, en las aves cabe distinguir perfectamente dos movimientos en las alas: el descendente y el ascendente. El movimiento ascendente suele ser más rápido, entre un 10% y el 100% (el doble), dependiendo del ave en cuestión.

La frecuencia con la que los animales que vuelan baten las alas también varía considerablemente, de los grandes pájaros que lo hacen 2/3 veces por segundo a las palomas 14/15 o hasta 600 veces por segundo en el caso de pequeños insectos como los mosquitos.

En el movimiento descendente del ala, es cuando se genera la mayor parte del empuje hacia delante, en las puntas de las alas. En este lugar el plano del ala desciende oblicuamente produciendo una fuerza aerodinámica que tiene una componente importante en el sentido de la marcha y genera la propulsión del ave. En el movimiento descendente del ala, las secciones próximas al cuerpo, reciben el viento con un pequeño ángulo y únicamente producen sustentación. El ala sufre una torsión durante el movimiento descendente, de forma que los planos de las puntas bajan para producir una fuerza hacia adelante y los que están cerca del cuerpo se mantienen horizontales para que la resultante aerodinámica allí sea vertical y hacia arriba. En el movimiento ascendente, que es más rápido, cuando la velocidad del vuelo es pequeña las aves tienden a girar los planos de las puntas para aumentar el ángulo de ataque y además los mueven hacia adelante. Con este movimiento tan complejo pueden generar algo de sustentación, aunque no producen empuje. Si la velocidad aumenta los perfiles de las puntas tienden a recibir el aire con un ángulo de ataque igual a cero, por lo que no producen prácticamente sustentación ni empuje. Durante el movimiento ascendente del ala, las secciones próximas al cuerpo siguen generando sustentación.

Suspensión

Finalmente hay otro tipo de vuelo, el vuelo en suspensión, que no todas las aves son capaces de efectuar ya que exige el consumo de una tremenda cantidad de energía. Mediante este tipo de vuelo, el ave se mantiene suspendida en el aire agitando sus alas. Uno de los problemas que plantea el estudio de esta forma de volar es el enrarecimiento del aire que rodea al pájaro que se ve afectado de forma importante por el movimiento de las alas. En general, los pájaros practican dos tipos de vuelo en suspensión: el vuelo normal en suspensión y el vuelo en suspensión de plano inclinado. El vuelo normal en suspensión lo ejecutan muchos insectos y muy pocos pájaros, como el colibrí. El ala se mueve horizontalmente hacia delante, gira 180 grados y se mueve hacia atrás, cambiando la curvatura de la cámara, para volver a girar 180 grados al inicio del siguiente movimiento adelante. Este vuelo requiere una articulación muy especial en el encastre del ala que le permita girar 180 grados y cambiar la curvatura al final de cada desplazamiento. La mayor parte de las aves y los murciélagos, realizan únicamente el vuelo en suspensión de plano inclinado que consiste en mover las alas, hacia delante y hacia abajo, siguiendo una trayectoria inclinada, haciendo que el plano incida sobre el aire con un ángulo de ataque relativamente grande y al final de este movimiento se recupera el ala con un movimiento hacia arriba y hacia atrás, girando el plano del ala para que en el movimiento ascendente el ángulo de ataque sea cero o muy pequeño.

Estabilidad y maniobra

Otros aspectos importantes del vuelo de los pájaros son la estabilidad y la maniobrabilidad. Se trata de dos conceptos distintos y, en cierta medida, contrapuestos. La estabilidad es la capacidad para mantener el vuelo reponiendo de forma automática cualquier variación sobre las condiciones del mismo. En un planeo, por ejemplo, una ráfaga de viento puede alterar momentáneamente el ángulo de ataque, y el vuelo será estable si de forma automática la variación se corrige e inestable si en vez de corregirse, la alteración se amplifica, provocando la pérdida de control. En este sentido, una cola larga, puede darle a un pájaro cierta estabilidad longitudinal, facilitando la corrección de cualquier modificación del ángulo de ataque. Las alas con un cierto diedro, contribuyen a la estabilidad lateral, porque si una perturbación hace que el pájaro gire ligeramente sobre su eje longitudinal, el ala que baja aumenta la superficie sustentadora útil y la que sube la disminuye, produciéndose una par de fuerzas que tienden a corregir el giro lateral. Contrariamente a la estabilidad, la maniobrabilidad es la capacidad para cambiar de forma precisa y rápida las condiciones de vuelo. Esto quiere decir que un pájaro muy estable presentará más resistencia al cambio de las condiciones de vuelo que otro que no lo sea tanto.

En realidad los conceptos de maniobrabilidad y estabilidad se aplican en mayor medida a los aeroplanos que a los pájaros, de los que se tiene escasa información acerca de estas propiedades. Para las aeronaves, la estabilidad es deseable en aviones comerciales y no tanto en aviones de combate. Lo que sí parece cierto es que los pájaros primitivos eran más estables que nuestros contemporáneos modernos, más evolucionados. Sin duda alguna, la capacidad de maniobra exige un sistema de control mucho más avanzado, capaz de reaccionar automáticamente con rapidez a los estímulos externos, lo cual únicamente puede conseguirse después de un largo proceso evolutivo. Los pájaros actuales tienen las colas mucho más cortas que sus antepasados y en muchos casos el papel principal de estos apéndices está más relacionado con la reproducción, al servir de señuelo atractivo, que con el vuelo.

Para efectuar giros, los pájaros no pueden servirse solamente de un timón como hacen los barcos. En un aeroplano, si pretendemos virar girando exclusivamente el timón vertical de dirección, el morro se mueve apuntando hacia un lado, pero el avión continúa prácticamente desplazándose en la misma dirección, lo que se denomina como resbalamiento, y el piloto se encuentra en la extraña posición de mirar hacia un punto cuando la nave vuela hacia otro distinto. En realidad, lo que ocurre con el aeroplano en estas condiciones, es que aumenta la resistencia de forma significativa, disminuyendo la velocidad y sustentación y el avión pierde altura. Algo completamente distinto a lo que sucede con un barco cuando el timonel maniobra con la caña, ya que la proa del barco apunta en la dirección hacia la que el barco se dirige, aunque también se produzca un cierto desplazamiento o resbalamiento lateral, pero muy pequeño. La razón principal estriba en la resistencia que ofrece el agua al movimiento lateral del barco, comparativamente mayor que la que ofrece el aire. Cuando un móvil gira, describiendo una circunferencia, se ve sometido a la fuerza centrípeta que se opone al giro, tratando de sacar al móvil de la trayectoria circular, que es necesario contrarrestar de algún modo. En el caso del barco, es la resistencia del agua la que se encarga de contrarrestarla y en el caso de los vehículos terrestres como los automóviles es la fuerza de rozamiento del suelo sobre las ruedas, auxiliado, a veces, por la fuerza de gravedad si la curva está peraltada. En el caso de una motocicleta, es el conductor, el que se inclina, para contrarrestar con la fuerza de la gravedad, la fuerza centrífuga. De forma análoga, los aviones tienen que girar alrededor de su eje longitudinal, alabearse, para que la fuerza de sustentación, al inclinarse, suministre una componente horizontal capaz de compensar la fuerza centrípeta y evitar así el resbalamiento. Los pájaros hacen exactamente lo mismo, para virar tienen que girar el plano de las alas. Cuando las aves planean, el sistema que utilizan para girar el plano de las alas a fin de iniciar el giro, consiste en variar el ángulo de ataque de forma asimétrica en las alas, aumentándolo en una de ellas y reduciéndolo en la otra. De esta forma, en el ala exterior, la sustentación se incrementa, elevándose, y en la interior disminuye, bajando. Cuando el ave alcanza el ángulo de alabeo necesario para efectuar adecuadamente el giro, igualan el ángulo de ataque en ambas alas y continúan su planeo, ahora con el plano de las alas formando un ángulo con el horizonte, de forma estabilizada. Finalizado el giro, recuperan la posición horizontal del plano de las alas realizando un movimiento análogo, pero ahora incrementando el ángulo de ataque del ala interior y disminuyendo el de la exterior, lo cual inicia el alabeo en sentido contrario, hasta alcanzar el plano horizontal, momento en el que igualan los ángulos de ataque de ambas alas. Así pues, el mecanismo principal de las aves, para efectuar giros, cuando planean, consiste en variar el ángulo de ataque de las alas de forma asimétrica. De esta forma, con pequeños e imperceptibles movimientos de rotación en las alas pueden conseguir giros rápidos y efectivos. Sin embargo, cuando las aves se encuentran en vuelo de aleteo, el sistema por el que efectúan los giros es diferente. Normalmente, las aves aumentan la amplitud del movimiento en el ala exterior lo cual genera mayor sustentación en esta ala haciendo que el ave gire sobre su eje longitudinal hasta conseguir el ángulo de alabeo necesario. Al aumentar la amplitud del aleteo también se consigue mayor empuje, lo que facilita el giro. Aunque este sea el mecanismo más generalizado de giro para las aves en vuelo de aleteo, no es el único y en algunos casos, disminuyen la amplitud también en el ala interior o la encogen a fin de presentar menor superficie y disminuir la sustentación. En el caso de algunos insectos, como las libélulas, incluso en vuelo de aleteo, el mecanismo de giro no es siempre el mismo, a veces varían el ángulo de ataque de las alas, otras incrementan la amplitud del ala exterior y disminuyen la del ala interior y otras veces hacen las dos cosas a la vez. Los mecanismos más complejos y menos estudiados de giro de los pájaros, son los que se producen cuando vuelan en suspensión. En este caso, el giro, es una guiñada simple y lo tienen que efectuar actuando sobre el empuje en las alas y no sobre la sustentación.

Los pájaros, para efectuar movimientos de ascenso aumentan la amplitud de aleteo en ambas alas y el ángulo de ataque a fin de conseguir una mayor fuerza de sustentación. El centro de gravedad de los pájaros debe pasar forzosamente por el centro de sustentación, por lo que el sistema de control del pájaro, en vuelo, tiene que estar llevando a cabo ajustes permanentemente. Una forma de aumentar el ángulo de ataque, es desplazar el centro de gravedad, normalmente hacia atrás, para lo que los pájaros pueden ajustar la posición del cuello, de las patas o del abdomen. El desplazamiento del centro de gravedad a uno u otro lado también lo utilizan en algunas ocasiones para iniciar los giros. Análogamente para descender, basta con que disminuyan la sustentación, reduciendo la amplitud del aleteo o el ángulo de ataque de las alas.

Cuando los pájaros quieren efectuar un descenso muy rápido a fin de zambullirse en el agua para atrapar un pez, como es el caso de las gaviotas, o para dar caza a una presa, simplemente pliegan las alas y se dejan caer en picado, ofreciendo la menor resistencia posible. Cuando un cuerpo cae libremente en el espacio, su velocidad se incrementa debido a la fuerza de la gravedad. Durante la caída, en la medida en que aumenta la velocidad, también lo hace la fuerza de resistencia aerodinámica, proporcional al cuadrado de la velocidad. Esta fuerza, al principio es muy pequeña, pero cuando la velocidad es suficientemente elevada llega a alcanzar un valor igual al de la fuerza gravitatoria. A partir de este momento, el cuerpo ya no se acelera y la velocidad permanece constante. Todos los cuerpos tienen una velocidad máxima de caída libre, que se conoce como velocidad límite y que depende fundamentalmente de las características aerodinámicas del cuerpo. Los halcones peregrinos, cuya técnica de caza consiste en lanzarse contra su presa, con la mayor velocidad posible, a fin de quebrarles con las patas el cuello o la espina dorsal gracias al terrible impacto, han desarrollado un curioso método para conseguir alcanzar lo antes posible la velocidad límite, e incluso superarla. El sistema consiste en darse la vuelta y descender con las alas al revés, generando empuje hacia abajo. En estas maniobras, el halcón peregrino puede superar los 300 kilómetros por hora.

Despegue y aterrizaje

Las aves que vuelan tienen la necesidad de despegar y aterrizar. No todas las aves pueden despegar desde el suelo, sin viento. El método preferido por estas aves es lanzarse desde la rama de un árbol, una roca o cualquier otro lugar elevado, para ganar cierta velocidad, aprovechando la caída libre, e iniciar el vuelo de aleteo. Si están en tierra, tratan de despegar después de una pequeña carrera, dando unas cuantas zancadas hacia la dirección desde donde sopla el viento. No importa si el peor enemigo de una cigüeña se encuentra a barlovento, porque la cigüeña no intentará jamás despegar hacia sotavento y preferirá pasar por encima de la cabeza de un depredador antes que intentar ganar altura corriendo en la dirección del viento. El despegue exige una gran potencia muscular y es un ejercicio agotador que no todos los pájaros pueden efectuar en cualquier circunstancia. Sin embargo, el despegue es sencillo de aprender, con independencia de las dificultades de orden físico que plantea. El aterrizaje requiere cierto entrenamiento porque el pájaro tiene que frenar su impulso, utilizando sus alas, e iniciar un vuelo en suspensión para luego depositarse suavemente en el suelo. En animales con poca inercia, es decir con muy poca masa, como los insectos, a veces el aterrizaje lo efectúan impactando directamente contra la superficie. Este es el caso de las moscas que se estampan contra las paredes con las patas extendidas para amortiguar el golpe. Algunos escarabajos también aterrizan aferrándose con sus patas a las plantas. Para las aves, en general, el aterrizaje exige un entrenamiento adecuado que no es sencillo.

En términos muy generales el estilo de vuelo de un ave depende de su nivel evolutivo. En 1952, John Maynard Smith formuló la teoría de que las aves han perfeccionado su forma de volar a lo largo de millones de años. Es asombroso constatar cómo su pequeño cerebro es capaz de controlar un ejercicio tan complejo. Las aves muy evolucionadas tienen configuraciones poco estables y adaptan las alas y el cuerpo en todo momento a las necesidades del tipo de vuelo que practican.

Algo muy diferente al modo en que operan nuestras aeronaves, cuyas formas apenas cambian durante el vuelo.

La potencia necesaria para el vuelo de las aves

La mala “pata” de aterrizar en la mesa

Flying-Duck

Pato volando Fotografía, Nasim Mansurov

 

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 contribución de los voladores a la celebración navideña es incuestionable. Capones, codornices, faisanes, gallinas, gansos y ocas, palomos, pichones, patos, perdices, pintadas y pulardas, ocupan durante estos días un lugar de honor en las mesas mejor puestas.

Sus virtudes gastronómicas y la aptitud que tienen para el vuelo no suelen andar parejas. Casi todas las gallináceas vuelan bastante mal; las codornices y los faisanes están bien dotados para correr y únicamente emprenden el vuelo en situaciones de peligro extremo. El pavo es muy pesado y limita sus excursiones aéreas a vuelos de escaso alcance. Las perdices y las pintadas tienen el vuelo enérgico, rápido y rasante, aunque también dan saltos cortos. Sin embargo, los patos y gansos salvajes vuelan deprisa en bandadas en forma de “uve” y emplean técnicas sofisticadas para aprovechar los torbellinos de las puntas de las alas de sus compañeros de viaje, con lo que reducen la resistencia al avance en un 30%.

Del simple y torpe vuelo de la gallina al sofisticado vuelo del pato salvaje, las aves de mesa navideña muestran un complejo abanico de aptitudes para la navegación aérea.

Muchas de estas aves se crían en cautividad y parece lógico que las silvestres vuelen mejor que las domésticas. Su aptitud para el vuelo hace que la carne de las aves de caza sea más dura que las de corral y por eso a los faisanes, perdices, gansos, patos y codornices de caza hay que dejarlos mortificar, es decir: colgarlos por el cuello en un lugar ventilado y fresco, a salvo de roedores y moscas, con sus vísceras y plumaje, durante un tiempo de dos a diez días, hasta que las plumas de la cola se puedan arrancar sin dificultad. La carne se descompondrá un poco y perderá la consistencia correosa del animal recién muerto.

Para evitar la mortificación y tener que ir a cazarlas, nuestros antepasados empezaron a criar las aves de mesa navideña hace ya muchísimo tiempo. Los chinos lo hicieron antes que nadie con los faisanes y parece ser que fueron los Argonautas griegos quienes se trajeron esos pájaros de Asia Menor; los aztecas criaban pavos que los españoles importaron de América; los portugueses recogieron a las pintadas en África, con el nombre de gallina de Guinea, y los romanos inventaron lo de capar a los pollos para que engordasen, acumularan grasa y su carne fuera más blanda. El capón, o gallo romano, es el antecesor de la pularda, una gallina a la que no se deja que ponga huevos, para lo que hay que criarla en la oscuridad y extirparle un ovario. Pero el nivel de sofisticación con que hemos aprendido a tratar estas pobres aves no se queda ahí. Los egipcios se dieron cuenta que los gansos más perezosos de las riberas del Nilo tenían un hígado muy sabroso; pronto supieron como hipertrofiar los hígados de pato o de ganso, el conocimiento llegaría hasta los romanos y hoy el foie se sigue produciendo en el sur de Francia y en otros muchos sitios.

De cría o de caza, las aves de mesa navideña tienen la buena costumbre de aterrizar en nuestras mesas por estas fechas, desplumadas, braseadas, después de pasar por el horno, a veces rellenas, y casi siempre en una bandeja adornada con frutos. Dicen que es recomendable acompañarlas con un blanco espumoso, suave y también he oído que se han ganado ese destino porque su destreza para el vuelo no es sobresaliente. Pero, como casi todo en este vida, no es una aseveración completamente cierta porque el pato serrucho de pico rojo (Mergus serrator) es capaz de mantener en vuelo horizontal velocidades del orden de 150 kilómetros por hora. Muy pocos pájaros pueden competir con él. Afortunadamente, para el pato, su carne necesita una generosa mortificación antes de entrar en la cocina, y los cazadores lo dejan pasar.

Libres, con sus magníficos colores, dorados sobre la mesa antes de la cena, incluso en el corral, las aves de mesa se merecen un aplauso, esta Navidad.