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.

Vampiro

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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.

NOTA DEL AUTOR:

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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.

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

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.

Buteo jamaicensis

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Las fragatas son pájaros que solamente saben volar, hacen uso de las térmicas y permanecen en el aire durante larguísimos periodos de tiempo, como si fueran corredores de fondo. Pero, cada pájaro tiene su forma específica de realizar el vuelo y junto a los “maratonianos” también hay “sprinters”. Los halcones y los gavilanes baten con fuerza las alas, se mueven muy de prisa, aunque durante un tiempo corto, y podríamos decir que son corredores de velocidad.

Los halcones y los gavilanes son depredadores. Se alimentan de aves pequeñas, murciélagos, ratas, insectos y musarañas, en vuelo horizontal pueden alcanzar los 100 kilómetros por hora y cuando el halcón peregrino se lanza en picado es capaz de multiplicar por tres esa cifra.

Los gavilanes son más pequeños que los halcones, los machos pesan unos 137 gramos y las hembras 234, de promedio; los halcones macho pueden pesar el triple y las hembras de halcón llegan a pesar un kilogramo y medio. El dimorfismo sexual, es decir, la diferencia entre machos y hembras es más acusado en los halcones que en los gavilanes.

Los machos de los gavilanes vuelan entre árboles, a muy baja altura, buscan el amparo de los árboles y la vegetación para no ser vistos. Maniobran con gran habilidad para evitar los obstáculos del terreno. La forma que tienen de atacar a sus presas es buscarlas mientras vuelan a ras del suelo escondidos en la vegetación y cuando las detectan suben a gran velocidad para apresarlas con sus fuertes garras por el cuello. Sus alas cortas, redondeadas, y su amplia cola les proporcionan la configuración aerodinámica que necesitan para realizar un vuelo acrobático, agotador, que consume una gran cantidad de energía.

Las hembras, de mayor tamaño, cazan en espacios abiertos desde posiciones más altas y eligen presas grandes.

Mientras la hembra incuba los huevos- unos 33 días- y cuida de los polluelos hasta que cumplen tres semanas, el macho abastece a la hembra y su parvada. Durante esos dos meses el nido va a necesitar unas dos o tres presas al principio y luego seis o siete, cada día, si se trata de pequeños gorriones. Al cabo de dos meses, la hembra empezará a ayudarle a cazar para los polluelos, aunque no se apartará demasiado del nido.

Para un gavilán macho la tasa de éxito de las incursiones de caza no es tan elevada como podría suponerse. De los estudios que se han realizado se dedujo que en 213 intentos, los gavilanes consiguieron tener éxito tan solo en 23 ataques. Si las presas son animales con algún tipo de limitación, la tasa de éxito es mayor, pero los gavilanes cazan en las proximidades de su nido y la probabilidad de hallar presas fáciles se le agotan muy pronto.

Para conseguir seis o siete presas diarias los gavilanes pueden verse obligados a efectuar sesenta ataques cada jornada de caza durante la cría. Volar a gran velocidad, rodeado de obstáculos, con los ojos puestos en aves que vuelen a mayor altura y perseguirlas hasta cogerlas del cuello es un ejercicio aún más peligroso para los depredadores que para sus víctimas. Así es como, gavilanes y halcones, tienen una alta tasa de mortalidad. El 69% de los gavilanes machos adultos mueren el primer año y el 34% cada año, durante los años siguientes.

Los gavilanes, venerados por los egipcios y elegidos para representar a Osiris, no tienen una existencia fácil.

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La fragata es un animal que sólo vuela; apenas anda y no sabe nadar. Pero, aunque únicamente vuela no es capaz de iniciar el vuelo desde una superficie plana, tiene que lanzarse al aire desde una roca, una rama o cualquier percha, para caer, ganar velocidad y así iniciar el vuelo. Sus pies son pequeños y torpes. Vive en lugares de aguas cálidas, donde soplan los alisios y contralisios, en bandadas numerosas, y en tierra se refugia en árboles o acantilados.

Las alas de la fragata son muy grandes, de punta a punta superan los dos metros de envergadura en muchos casos y tienen un aspecto alargado lo que le otorga unas magníficas condiciones para el vuelo. En relación con la superficie de sus alas pesa poco, uno o dos kilogramos; eso le permite efectuar largos planeos con ángulos de descenso muy pequeños.

El pico es largo y fuerte, curvado en la punta, capaz de asestar un golpe mortal a sus presas. Los machos tienen el plumaje negro o marrón y las hembras igual, pero con una mancha blanca en el pecho. A los machos el buche se les inflama y adquiere un color rojo intenso durante la época del apareamiento. Las hembras eligen su pareja atendiendo al color del buche y el tamaño del macho. Empollan huevos cada dos años, los polluelos tardan en independizarse casi nueve meses; al principio la pareja cuida de ellos y durante los últimos meses el macho abandona el nido y es la hembra la que sigue con los pequeños.

Comen peces que cogen en la superficie del agua, moluscos, crustáceos, pequeñas tortugas de mar y pescados que arrebatan a otros pájaros pescadores. Roban alimentos a otros pájaros, como los alcatraces y pelícanos, y de ahí les viene el nombre de “piratas”.

Quizá sean los animales que mejor vuelan. Pueden pasar días, hasta una semana, volando sobre el mar. Evolucionan en el aire con elegancia, son capaces de realizar cualquier tipo de vuelo con gran maestría: remontan térmicas, planean con ángulos muy pequeños, pueden efectuar picados extraordinariamente veloces como los de un halcón peregrino, atacan a otros pájaros en vuelo y les arrebatan su pesca, son capaces de elevarse con un pez grande en el pico centenares de metros, y continúan volando cuando arrecia el viento en las tormentas.

Las fragatas no andan, no saben nadar, si caen al agua no remontan el vuelo, sus plumas se mojan y son incapaces de despegar, si están en un terreno llano tampoco pueden echar a volar a no ser que el viento sople con mucha fuerza, por eso siempre se posan en las ramas de los árboles, en promontorios o acantilados.

Las fragatas sólo pueden volar y eso las hace distintas a muchos pájaros que pescan zambulléndose en el agua o posándose sobre la superficie del mar. Vuelan a gran velocidad a ras del agua y, con su poderoso pico,  cogen peces voladores o peces que nadan en la superficie, pero también han aprendido a beneficiarse del esfuerzo de otros animales como las marsopas y los pájaros que pescan. Las marsopas persiguen arenques, merluzas o salmonetes y nadan detrás de bancadas de peces pequeños que huyen despavoridos. En su frenético y desesperado nadar, a veces dan saltos por encima de la superficie del agua. Las fragatas observan desde las alturas el espectáculo y hacen sus cálculos de distancia, se lanzan en un planeo rápido y luego vuelan a pocos centímetros de la superficie del mar, a gran velocidad, para apresar con sus fuertes picos a los peces que saltan tratando de escapar de las marsopas.

Los pájaros, incluso grandes, lo pasan peor con las fragatas porque cuando pescan y llevan su presa en el pico estas piratas del aire se abalanzan en grupo sobre ellos, les golpean en el cuello y les quitan el alimento. Luego, cuando las fragatas ascienden con el botín, también se pelean, a veces pierden el pescado que vuelve a caer hacia el mar y con gran habilidad se lanzan en picado y casi siempre lo recuperan; si lo pierden, regresan desairadas a su atalaya para seguir observando lo que ocurre cerca del mar.

Si una fragata ha cogido con su pico un bicho y no lo puede tragar porque lo lleva mal sujeto, hay veces que lo suelta y lo vuelve a recoger en el aire. También pueden rascarse la cabeza con sus pequeños pies, en pleno vuelo, para aliviar el escozor de los parásitos que anidan entre sus plumas, sobre todo alrededor de las orejas. Son pájaros capaces de realizar maniobras aéreas muy complicadas.

Las fragatas no saben nadar, pero vuelan extraordinariamente bien y han aprendido a bañarse en el mar.  Se bañan en pequeños grupos. Escogen un lugar donde las aguas estén tranquilas y lo observan dando vueltas desde una posición elevada, con mucha parsimonia, aprovechando una corriente ascendente. Una vez que se han asegurado de que no hay ningún peligro, dos o tres fragatas abandonan el grupo de planeadoras. Encojen las alas para iniciar un picado muy rápido, como si fueran águilas o halcones. Caen con un ángulo elevado a gran velocidad y a pocos metros del agua extienden sus alas para cambiar la trayectoria y seguir volando muy deprisa, pero horizontalmente. Entonces hacen algo inaudito, se lanzan contra el agua, como cuando echamos un canto aplanado sobre la superficie de un lago en el que el agua esté quieta, y rebotan una o dos veces al igual que la piedra. Cuando la primera fragata sale del rebote, la que le sigue detrás golpea el agua y después lo hacen, por orden, el resto de las que han abandonado el grupo para darse un baño. En el ascenso agitan su cuerpo, para sacudirse el agua, y en poco tiempo regresan al mismo lugar desde el que iniciaron la excursión, junto al resto de sus compañeras que las han observado dando vueltas, con las alas extendidas, esperando su turno.

Las fragatas no pueden ir a ninguna parte si no es volando.

Manuel d’Amat i Junyent, virrey de Perú

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Cuando el excelentísimo señor don Manuel d’ Amat i Junyent hojeó aquél documento tuvo que sorprenderse al leer que su autor afirmaba que con la máquina que había inventado “volar era cosa más fácil que sorberse un huevo fresco y de menos peligro que persignarse.” Hacía unos meses que su majestad, el rey español Carlos III, lo había nombrado virrey del Perú y sus preocupaciones más importantes eran otras, muy distintas a la de financiar una máquina de volar, pero si aquél ingenio funcionaba la corona jamás le perdonaría que cayera en manos de los ingleses. En noviembre de 1761, Europa seguía envuelta en la Guerra de los Siete Años.

El inventor de aquella supuesta máquina tan revolucionaria, capaz de volar, se llamaba Santiago de Cárdenas. De la lectura de su escrito- titulado Nuevo sistema de navegar por los aires, sacado de las observaciones de la naturaleza volátil– podía deducirse que no era un hombre muy instruido.

El virrey solicitó informes de Cárdenas y pronto supo que durante diez años había sido grumete en un mercante que hacía la ruta de Callao a Valparaíso y que a lo largo de ese tiempo observó con entusiasmo el vuelo de las fragatas que él llamaba tijeretas. En 1746, cuando cumplió Cárdenas los veinte años, el barco se hundió y tuvo que buscar ocupación en Lima. Desde entonces vivía humildemente haciendo trabajos manuales como sombrerero y sastre, oficios en los que era muy hábil. Cuando ahorraba algún dinero, el inventor se iba a las montañas que rodean la ciudad de Lima para observar el vuelo y la anatomía de los pájaros. Y no se limitaba a verlos, porque también le dijeron al virrey que el tal Cárdenas había abierto decenas de especímenes para estudiar sus vísceras, tejidos, plumaje y osamenta.

Al parecer, Santiago se había obsesionado con el cóndor, al igual que anteriormente le había ocurrido con la fragata. En su escrito describía el lugar dónde moraban estos magníficos pájaros, su anatomía y la forma que tenían de volar, antes de exponer con detalle la máquina que le permitiría al hombre elevarse a las alturas igual que lo hacía el cóndor. De estos magníficos voladores escribiría:

“Son tan grandes que, al menos tiene tres varas y una tercia (2,8 metros) de alas de punta a punta, y media vara y cinco sesmas de ancho (1,1 metro)…Cabeza aguileña, ojos chicos y redondos, pico curvo, agudo y dentado, tan fuerte que parece acero templado…Son de vida muy dilatada, moran en las partes más altas de las sierras, sus carnes no tienen mal olor (como piensan algunos), y estas sirven para calenturas; esto es comidas. El sebo, para disolver tumores y vivificar nervios; muertos al calor, el corazón para la epilepsia; la lengua y buche para los ahogos; los huesos de la cabeza y cerebro para vahídos, y otras muchas virtudes que entre los indios se experimentan y los médicos ignoran…Son aves carnívoras, a un cebo de becerrillos, corderitos, y aún de las reses grandes triunfan con arte tan nuevo, que los inclinan a los desfiladeros, barrancos, y lugares proporcionados, a intento de despeñarlos, así que los toman con tal situación con un aletazo, una dentellada o picada a la pata, lo consiguen y luego, en seguimiento de la presa bajan al destrozo. Es constante que ellos moran en las sierras o en las cordilleras más rígidas…a las 9 de la mañana, después de haber recorrido todas las lomas de la sierra, como lugares en donde prueben alimentos, en ganados que allí pacen-comen…En las once y doce del día pasan con los buches llenos para las sierras, alimentar sus polluelos, a las 3 de la tarde vuelven vacíos a llevar más provisión…”

Las descripciones sobre la anatomía del cóndor se le harían muy farragosas a don Manuel, pero la descripción que hacía Santiago sobre el vuelo del cóndor debió dejar perplejo al virrey:

“Todos guardan un método, y en su mayor movimiento avanzan a ochenta leguas por hora solamente con guardar la tensión y extensión de alas sin hacer movimiento de parte en las alas, solo en la cola para determinar los destinos, el de la cabeza y pescuezo para los ascensos y descensos…En sus giros gozan de una potencia rara contra los vientos, sin que el más agrio temporal deforme la planimetría horizontal a que aspiran.”

El inventor había descubierto que no hacía falta mover las alas para desplazarse a gran velocidad, bastaba con “guardar la tensión y la extensión de las alas”, y con la cabeza, el pescuezo y la cola, el cóndor controlaba los virajes, ascensos y descensos. La concavidad de las alas, la disposición de las plumas y el cuerpo, toda su anatomía estaba concebida para permitir que el pájaro hiciera un uso inteligente de las corrientes de aire, las térmicas, y pudiera volar a gran velocidad sin dar un aletazo. Solamente cuando tenía el buche lleno, o el viento encalmaba, el cóndor se veía en la necesidad de recurrir al movimiento de las alas para inducir la corriente de aire que necesitaba para volar.

Don Manuel d’Amat i Junyent no podía saber que aún tendrían que pasar casi 40 años para que, en 1799, un aristócrata inglés grabara las mismas ideas de Cárdenas en un disco de plata. El autor del dibujo, Sir George Cayley, pasaría a la historia como el inventor del concepto de aeroplano moderno: un par de alas que reciben el aire con un pequeño ángulo y utilizan una cola para ejercer el control. No cabe la menor duda de que la esencia del farragoso y complicado discurso de Santiago de Cárdenas contiene los elementos básicos del vuelo y que el representante de Carlos III lo intuyó porque en vez de ignorarlo se lo pasó a Cosme Bueno, para que lo estudiara y elaborase un informe.

El doctor don Francisco Antonio Cosme Bueno y Alegre, aragonés de nacimiento, había estudiado medicina y farmacia en la universidad limeña de San Marcos. Era catedrático de medicina por oposición, trabajaba en varios hospitales, ejercía el cargo de Cosmógrafo Mayor y daba clases de matemáticas en la universidad. También, por encargo de un antiguo virrey, publicaba con cierta periodicidad artículos sobre Perú, en los que recogía notas históricas y datos geográficos interesantes. Era un erudito que gozaba de un gran prestigio social y científico. El hecho de que el virrey enviara a Cosme Bueno el escrito de Cárdenas daba a entender que se lo había tomado en serio.

La gente de Lima se enteró de las gestiones de Santiago y supo que el virrey había mandado estudiar su proyecto. Un día corrió el rumor de que, para demostrar la viabilidad de la propuesta, Santiago tenía intención de volar, el 22 de noviembre a las cuatro de la tarde, desde el cerro de San Cristóbal hasta la plaza Mayor. Era un rumor sin ningún fundamento. El propio Santiago relata lo que sucedió de esta manera:

“En el genio del país, tan novelero y ciego de ver cosas prodigiosas, no quedó noble ni plebeyo que no se aproximase al cerro u ocupase los balcones, azoteas de las casas y torres de las iglesias. Cuando se desengañaron de que no había ofrecido a nadie volar, en semejante oportunidad desencadenó Dios su ira y el pueblo me rodeó en el atrio de la catedral diciéndome: «o vuelas o te matamos a pedradas». Advertido de lo que ocurría, el señor virrey mandó una escolta de tropa que me defendiese, y rodeado de ella fui conducido a palacio, libertándome así de los agravios de la muchedumbre”.

A partir de entonces la gente llamaría a Cárdenas “Santiago el Volador” y se inventaron canciones en las que se mofaban del pobre hombre hasta el punto de que tuvo que intervenir el Santo Oficio que publicó un edicto con la prohibición de que se cantaran aquellas coplas.

El informe que Cosme Bueno presentó al virrey concluía que la máquina de Santiago no era viable, lo que se justificaba tras una larga disertación. El médico argumentaba, con razón, que la musculatura humana no tenía la potencia necesaria para mover las alas como hacían los pájaros.

Santiago de Cárdenas no se desanimó del todo y al año siguiente, el 6 de diciembre de 1762 volvió a presentar al virrey otro proyecto. Durante el último año habían ocurrido acontecimientos que podían cambiar las cosas. La Guerra de los Siete Años estaba a punto de terminar, pero las hostilidades se habían extendido al Río de la Plata cuando el gobernador Pedro de Cevallos atacó los dominios portugueses en aquella zona. Portugueses y británicos prepararon una flota para intervenir en la guerra y la enviaron al Plata para apoderarse de los dos lados del estuario.

Manuel d’ Amat i Junyent volvió a encontrarse otra vez con el diseño de aquella máquina voladora, que Cosme Bueno ya había rechazado, en un momento en el que portugueses y británicos iban a intervenir con firmeza en el sur, lo que inevitablemente tendría consecuencias a corto plazo en sus territorios. Pero, por segunda vez, los informes de los eruditos del virrey serían desfavorables y el 6 de febrero de 1763 Cárdenas recibió la mala nueva de que su máquina de volar no contaba con el apoyo de las autoridades.

Se cuenta que Cárdenas “estaba a punto de perder el seso con su teoría de volar”…y que “se había hecho retratar a la puerta de su tienda, en la calle pública, vestido de plumas y con alas extendidas en acción de volar, ilustrando su pintura con dísticos latinos y castellanos, alusivos a su ingenio y al arte de volar que blasonaba poseer”. Aunque quizá todo ello no fuera sino maledicencias a las que demasiada gente es tan aficionada.

En 1766, el duque de San Carlos prometió llevar la propuesta al rey Carlos III y Cárdenas preparó un tercer informe que nunca llegó al monarca. Santiago de Cárdenas murió poco después.

Las ideas de aquél entusiasta de los cóndores apenas traspasaron los umbrales de la crítica despiadada de un populacho ignorante. Sus aeronaves no hubieran podido servir de mucho en la guerra, ya que al fin y a la postre serían planeadores que necesitaban corrientes térmicas para elevarse, pero Cárdenas fue uno de los precursores que acertó con el camino correcto que conducía a la invención de la máquina de volar, al darse cuenta de que el secreto del vuelo no estaba en el aleteo sino en el planeo.

El virrey de Perú, Manuel d’ Amat i Junyent, tuvo que seguir el consejo de los eruditos y descartar en dos ocasiones la propuesta de Cárdenas. Quizá fuese él quien pasó el aviso al duque de San Carlos para que le llevara el proyecto al monarca. Don Manuel permaneció en Perú hasta que Carlos III tuvo a bien nombrarle un sucesor, en 1776. Allí vivió uno de los amores más escandalosos de la historia política de aquél país con una artista de teatro cuarenta y cuatro años más joven que él, La Perricholi. Regresó a España, se casó con María Francesca Fiveller y de Bru, en 1779, y murió dos años después.

Muerto el virrey, María Francesca disfrutaría de su magnífica mansión en La Rambla de Barcelona, el Palau de la Virreina, mientras La Perricholi vivía en Lima en una espléndida casa y de las rentas que le dejó su amante. De Cárdenas quedaron las coplas que el pueblo siguió cantando durante muchos años, hasta que en 1937 el Cuerpo Aeronáutico de Perú reeditó su obra y le otorgó la consideración, de sobra merecida, de pionero de la aviación.

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Algunas personas creen que los pájaros no nos han enseñado a construir los aviones. Claro que no, los pájaros nunca dicen nada. Otra cosa distinta es si nosotros hemos aprendido a volar observando lo que hacen. También mucha gente cree que, gracias a nuestros conocimientos aerodinámicos y los instrumentos de medida que tenemos en la actualidad, es ahora cuando empezamos a entender cómo vuelan los animales. Es cierto que hoy sabemos de todo mucho más que hace cien años, pero nuestros antepasados aprendieron a descifrar los verdaderos mecanismos que hacían posible el vuelo de los pájaros.

Nadie tiene la menor duda de que los pájaros demostraron al hombre que era posible volar, quizá sin ellos el hombre ni se hubiera planteado esa posibilidad y creo que no es difícil demostrar que también le indicaron el camino de cómo tenía que hacerlo, aunque eso llevó más tiempo. El hombre siempre había visto aletear a los pájaros y ese ejercicio se le antojó que era indispensable para volar. Un grave error.

Fue sir George Cayley quien sacó a los interesados por la navegación aérea de ese error. Se dio cuenta de que, el secreto del vuelo no estaba en el aleteo. Los pájaros planeadores, los que se deslizan suavemente hacia tierra o ascienden aprovechando las térmicas, en círculos, pero sin batir las alas, fueron los que le indicaron cuál era la solución del problema.

Imaginemos a un buitre que ha visto a un par de kilómetros desde su atalaya, cerca de las nubes, un conejo muerto entre los matorrales. El pájaro ajustará sus alas para iniciar un largo descenso hasta el lugar donde está el festín que acaba de descubrir. No tiene demasiada prisa, puede tardar algún tiempo en alcanzar el objetivo que está muerto, y no dará un solo aletazo hasta llegar al suelo. Si observamos su trayectoria, será una línea recta, con un pequeño ángulo de descenso. El animal se mueve hacia adelante con las alas quietas y, para vencer la resistencia al avance, cuenta con un motor que es la fuerza de la gravedad.

¿Cuánta fuerza necesita el buitre para vencer la resistencia al avance en su largo planeo? La pregunta plantea un problema de física elemental. Para que el buitre baje con velocidad constante, la relación entre la fuerza de sustentación de las alas y la fuerza de resistencia al avance es igual a la cotangente del ángulo de planeo. Cayley comprobó que los ángulos de planeo de estos pájaros son pequeños y que esa relación tiene un valor del orden de 10 a 20. Fue un descubrimiento genial porque eso quería decir que la fuerza de resistencia que había que vencer para obtener la sustentación era de 10 a 20 veces más pequeña que la sustentación, con ángulos de planeo que solían ser de 3 a 10 grados. Eso es lo que hacían los pájaros planeando, sin mover las alas.

Así es como, en 1799, sir George Cayley formuló el concepto de aeroplano moderno cuyo principio fundamental establece que para mantener en vuelo un artefacto hay que ganar velocidad, hacer que unos planos fijos, las alas, incidan sobre la corriente de aire con un pequeño ángulo- lo cual genera una fuerza de sustentación capaz de equilibrar el peso- y contrarrestar la resistencia, que será una pequeña fracción del peso, con un empuje de igual magnitud. Durante mucho tiempo, Cayley se obsesionó con la idea de construir un motor ligero que le suministrara suficiente potencia para generar el empuje, sin darse cuenta de que podía volar, como los pájaros planeadores, a expensas de la gravedad. Ya muy mayor, octogenario, construyó planeadores en los que volaría su chófer. A partir de ahí, aun tardarían más de cien años en pergeñar los inventores un aeroplano práctico, pero el camino a seguir ya lo había marcado el noble inglés que supo tomar buena nota de lo que hacían los pájaros.

Bien, ahora estamos en el siglo XXI y cabe preguntarse ¿qué nos pueden enseñar los pájaros? Además la pregunta es muy oportuna porque venimos de un siglo en el que el lema fue “queremos ir más alto, más lejos y más deprisa” y ahora la cuestión es “queremos ser, por encima de todo, energéticamente más eficientes”. Eso equivale a que deseamos aviones más ligeros y cuya resistencia al avance sea menor. La Naturaleza es una perfecta maestra cuando se trata de optimizar recursos. Su método de prueba y error lleva tiempo, quizá millones de años, pero es muy efectivo. Para los ingenieros de un futuro en el que la eficiencia primará sobre la eficacia, la Naturaleza es un modelo idóneo a seguir.

Nuestros aviones comerciales son mucho más grandes y vuelan bastante más deprisa que los pájaros y a veces es imposible establecer comparaciones. Desde que desaparecieron los pterosaurios, hace más de 60 millones de años, los animales más pesados que tienen capacidad para volar no pasan de 20 kilogramos. Incluso, los 80 o 100 kilogramos de aquellos monstruos voladores del Cretáceo hay que multiplicarlos por 1000 para llegar al peso de despegue de un avión como el B-737 MAX que no es de los más grandes. Sin embargo, hoy existe un mercado creciente de aeronaves no tripuladas de tamaño relativamente pequeño para el que estas comparaciones pueden ser perfectamente válidas.

Muchos de los avances aerodinámicos introducidos en los aviones comerciales, durante los últimos años, los vienen utilizando los pájaros desde siempre. Los winglets y los slats, que con casi toda seguridad no surgieron del estudio del vuelo de los pájaros- sino de ensayos en túneles aerodinámicos- son un ejemplo claro de cómo nuestros descubrimientos ya los había inventado la Naturaleza.

En 1976, un ingeniero de la NASA, Richard Withcomb, publicó un artículo en el que demostró los beneficios de colocar en las puntas de las alas unos planos verticales que se denominan winglets, wingtips o sharklets. Withcomb explicaba en su nota que estos adminículos disminuían la resistencia asociada a los torbellinos que se desprenden de las puntas de las alas. Según Aviation Partners, la empresa que patentó en Estados Unidos, en 1994, un tipo de winglet- que usa Boeing en muchos de sus aviones- este dispositivo puede reducir el consumo de combustible entre un 5% y un 7,5%.

Sabemos que los pájaros, en determinadas situaciones, separan las puntas de las plumas primarias dejando huecos entre las mismas lo que produce exactamente el mismo efecto que los winglets. A diferencia de nuestros aviones cuyos winglets son fijos, los pájaros los despliegan en los momentos en que realmente son más efectivos.

Para aumentar la sustentación de las alas a baja velocidad, los aviones grandes utilizan slats que son dispositivos móviles para crear una ranura en el borde de ataque del ala. Cuando el ángulo de ataque del ala aumenta la sustentación también lo hace, hasta un valor de ese ángulo- alrededor de unos 20 grados- en el que el ala entra en pérdida y deja de sustentar. La pérdida se produce porque el flujo laminar de aire en la parte superior del ala (extradós) se desprende. La ranura del slat induce en el extradós un soplado de aire, desde la parte inferior del ala (intradós), que retrasa el desprendimiento del flujo de aire al incrementar el ángulo de ataque.
Los pájaros tienen una pluma, en el borde de ataque del ala, que se llama alula y que funciona de un modo similar, aunque no exactamente igual, a los slats de los aviones.

Los pájaros y nuestros aviones se diferencian fundamentalmente en tres cosas. La primera es que los pájaros no utilizan un plano vertical en la cola. Ese plano- indispensable en las aeronaves para mantener la actitud de guiñada, amortiguar las oscilaciones, y compensar el resbalamiento en un vuelo asimétrico- no lo lleva ningún pájaro. La segunda es que no utilizan hélices. Y la tercera es que los pájaros tienen una forma variable que adaptan en tiempo real a las necesidades del vuelo que ejecutan.
Hay estudios que explican cómo los pájaros pueden volar sin un plano vertical en la cola. Esa posibilidad, que demuestra la evidencia, se debe a la capacidad que tienen los pájaros para modificar en tiempo real su morfología. Como ese no es el caso de nuestros aviones, no tendremos más remedio que seguir haciéndolos con colas.

Fabricar hélices presenta serios problemas a la Naturaleza, porque los tejidos vivos necesitan riego sanguíneo y haría falta una junta rotatoria capaz de transmitir el líquido a las palas de las hélices. Como no ha encontrado el modo de construir este dispositivo, la Naturaleza emplea las puntas de las alas para impulsar a los pájaros. Estas puntas, en su movimiento descendente sufren una torsión, de modo que el plano en el extremo del ala baja casi perpendicular al suelo y la fuerza aerodinámica allí tiene el sentido de la marcha. En las proximidades del cuerpo el ala del pájaro apenas se mueve y recibe el aire como si se tratara de un aeroplano. En esta parte del ala se produce la sustentación que compensa el peso del animal y en las puntas la tracción que lo impulsa.

Quizá, el aspecto que nos pueda ayudar en mayor medida a mejorar nuestras aeronaves en el futuro, sea el estudio de cómo varían los pájaros la forma de su cuerpo, en función del vuelo. Si analizamos el vuelo de planeo de un cóndor se puede observar como el pájaro despliega en mayor o menor medida sus patas para ajustar el ángulo de descenso. Este mecanismo es efectivo si la velocidad es elevada, pero no cuando vuela despacio. Incluso volando deprisa, el ajuste del ángulo de descenso, variando la resistencia frontal, lleva algún tiempo. Si lo quiere hacer rápidamente, el cóndor disminuye la superficie de sus alas. A baja velocidad la extensión y separación de las plumas primarias en la punta de las alas, es mucho más efectiva que la reducción de la sección frontal, para disminuir el ángulo de planeo.

El empleo de todos estos recursos y de otros, que ni siquiera conocemos, hacen de los pájaros unos excelentes maestros de los que podemos aprender las ventajas de la geometría variable para hacer nuestros aviones más eficientes.

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Imagen artística de Quetzalcoatlus Northropi buscando alimento, de Mark Witton y Darren Naish

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

Hay cuatro tipos de animales que son, o alguna vez fueron, capaces de volar: los pterosaurios, las aves, los murciélagos y los insectos invertebrados. Todos estos animales tienen brazos y piernas, como el hombre, y se sirven de los brazos para mover las alas con las que vuelan.

En el caso de los pterosaurios las manos terminan en cuatro dedos, los tres primeros son cortos y están delante del ala, acabados en garras, y el cuarto es muy largo, soportando el borde de ataque del ala, formada por una membrana que va del dedo al costado del cuerpo. Los murciélagos, que son los únicos mamíferos voladores tienen cinco dedos: un pulgar corto que les sirve de garra, un índice también corto que tensa la membrana en el borde de ataque, y los tres siguientes anular corazón y meñique, muy largos, dan la forma general al ala que puede adoptar geometrías muy variadas. En el caso de las aves el ala se sujeta- al menos en un 50%- entre el brazo y la mano, los dedos son cortos y la superficie del ala está hecha de plumas.

Los pterosaurios fueron parientes de los dinosaurios y vivieron unos 166 millones de años, desde finales del Triásico, durante todo el Jurásico superior y hasta finales del Cretácico inferior. Desaparecieron, por tanto, hace poco menos de unos cien millones de años. Los pterosaurios también se conocen como reptiles voladores. Los hubo de casi todos los tamaños, siendo los más grandes el Quetzalcoatlus y el Ornithocheirus cuya envergadura, o distancia entre punta y punta de las alas, podía alcanzar los 12 metros y cuyo peso oscilaba entre los 60 y los 100 kilogramos. Estas terribles bestias voladoras podrían haber servido para ilustrar las antiguas fábulas de carruajes arrastrados por pájaros, o servir de montura para alguno de sus héroes. La cabeza de uno de aquellos reptiles voladores medía del orden de 1,5 metros, poseía un pico largo y afilado o, en el caso del Ornithocheirus, una mandíbula con poderosos dientes. Por contra, el Quetzalcoatlus estaba mellado, pero con su largo pico y aún más largo cuello tenía la constitución idónea para limpiar de carroña los bosques poblados de dinosaurios. La mayor parte de aquellos reptiles voladores se alimentaban de peces y los más grandes podían cruzar con toda facilidad el joven océano Atlántico, que entonces apenas medía unos 300 kilómetros de costa a costa. La forma de las alas de aquellos bichos, que poseían una modesta cola, era relativamente cuadrada, con lo que su estabilidad en vuelo, puede decirse que era relativamente buena. La desaparición de estos animales voladores, aunque no está del todo clara, pudo deberse al impacto de un gran meteorito sobre la superficie terrestre hace unos sesenta y cinco millones de años. La existencia de iridio en cantidades anómalas y otros componentes en las capas de sedimentos correspondientes a esa época podrían avalarlo. La teoría del meteorito supone que el impacto produjo una inmensa nube de polvo que oscureció la tierra, durante al menos 6 meses, enfriándola hasta el punto de terminar con la vida de una gran cantidad de especies animales. Los más fanáticos defensores de esta teoría piensan que se trata de un fenómeno recurrente. Cada 60 o 70 millones de años, algún meteorito impacta sobre la corteza terrestre, produciendo este efecto, que sirve para renovar la vida. Sin embargo, no se ha identificado con exactitud qué cráter, de entre los muchos que se conocen, fue el del meteorito que acabó con los grandes reptiles voladores, por lo que otros piensan que el fenómeno del enfriamiento se produjo debido a una erupción volcánica en cadena que originó la misma polvareda en la atmósfera.

Parece que la capacidad de vuelo de los pterosaurios más avanzados no era tan primitiva como se creía. Sus huesos eran huecos de paredes muy delgadas, relativamente frágiles. El tejido de sus alas poseía una malla con nervios, músculos y capilares. De este modo, su sistema nervioso transmitía a al cerebro información sobre las fuerzas aerodinámicas en las distintas partes del ala. El animal podía adaptar la forma de las superficies sustentadoras al tipo de vuelo más adecuado, en cada momento.

Es una verdadera lástima el haber perdido aquellos fantásticos pajarracos, así que hoy únicamente nos quedan los murciélagos, los insectos y las aves.

Otogypus auricularis

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Su pasión en la vida fue observar el vuelo de los pájaros. A finales del siglo XIX su libro L’Empire de l’Air, en el que describió con todo detalle el vuelo de los grandes planeadores africanos, se convirtió en una obra de referencia para todos los interesados en el desarrollo de la aeronáutica. Mouillard consideró que el ejemplo a seguir por el hombre para iniciar el vuelo era el buitre leonado.
En 1866, Louis-Pierre Mouillard se fue a vivir a El Cairo; aquél año cumplía 32 años y allí pasó el resto de su existencia, marcada por un hecho trivial: “Tenía quince años, cuando el azar quiso que un pájaro realizara delante de mí movimientos que para mí resultaron ser una revelación.” Mouillard describe a su héroe- el buitre leonado- con una pasión capaz de transformar los aspectos más vulgares de la realidad en intensas emociones:

Estamos frente a nuestro desiderátum. Atención al pico, se pueden ignorar las garras, pero el pico es terrible, de una fuerza de la que no se puede dudar; el ropaje es insuficiente y no protege el cuerpo de una manera eficaz.
Muerto, hay que ponerse a cubierto de los vómitos; el olor es horrible. Este perfume no es fugaz, se agarra peor que el almizcle: todo el animal está impregnado. La habitación en la que permanezca solamente durante algunas horas conservará este olor nauseabundo durante meses enteros.
Además hay que cuidarse de los piojos, tienen una talla hermosa.
El primero de estos parásitos que se ve errar por sus ropajes causa un asombro indecible. El más bello ejemplar de la producción árabe (y los hay muy hermosos) no es sino un enano al lado del piojo del buitre. Sin embargo, a pesar de sus enormes proporciones, no es peligroso y no se aclimata en el hombre.
Pero, si pasáis por alto estas pequeñas molestias ¡qué animal tan bello tenéis delante de vuestros ojos!…

(El secreto de los pájaros)