pterosaurios | elsecretodelospajaros

Si tenemos en cuenta que la naturaleza ha tardado millones de años en configurar a los seres vivos que pueblan la tierra y las especies que mejor han logrado adaptarse al entorno son las que han sobrevivido, el vuelo de los animales debe poseer unas cualidades extraordinarias, aunque que en muchos aspectos las desconozcamos.

Quizá la primera lección aeronáutica que nos da la naturaleza es que los animales grandes no deben volar. Lo hacían gigantescos pterosaurios cuyo peso rondaba los 200 kilogramos, como el Quetzalcoatlus, cuyas alas medían de punta a punta alrededor de 12 metros, pero desaparecieron hace ya millones de años. En total se estima que unas 140-200 especies de pterosaurios diferentes volaban, con alas cuya envergadura oscilaba entre la decena de metros del Quetzalcoatlus y unos pocos centímetros.

En la actualidad, en nuestro planeta conviven de 5 a 7 millones de especies de animales, aunque únicamente se han descrito alrededor de un 20%. La mayoría de estas especies, unas 900000, son pequeños insectos. Si excluimos a los insectos, hay dos grandes grupos de voladores: el primero está compuesto por unas 10000-11000 especies de aves y el segundo por 1400 especies de murciélagos. Todo esto implica que de las especies descritas de animales que no pertenecen a la categoría de los insectos, las que vuelan suponen menos del 5% del total, mientras que con los insectos pasa todo lo contrario: entre un 85-90% de las especies descritas vuelan. A partir de los 10-20 kilogramos de peso no queda ninguna especie de animales en la tierra que vuele de forma natural. Sin embargo, conforme disminuye el peso de los seres vivos, aumenta el número de especies voladoras siendo estas mayoritarias entre los insectos.

En cuanto a la velocidad de vuelo de crucero, las aves más grandes se mueven a 36-80 kilómetros por hora, mientras que las de menor tamaño a 18-40 kilómetros por hora. Para los insectos, con pesos inferiores a 100 gramos, los márgenes de velocidad son más amplios. Sin embargo, llama la atención que un albatros que pesa unos 15 kilogramos mantiene fácilmente un vuelo de crucero a 40 kilómetros por hora mientras que una abeja, cuyo peso es de unos 150 miligramos, puede alcanzar una velocidad de crucero de 25 kilómetros por hora. Como regla general, la velocidad de vuelo aumenta con el peso de los voladores, pero no en una proporción lineal.

Los animales vuelan batiendo sus alas con una frecuencia que disminuye conforme aumenta su tamaño. La abeja, en vuelo de crucero aletea 230-300 veces por segundo, mientras que el albatros lo hace 1-3 veces por segundo. Existe una relación entre la frecuencia de aleteo (f), la distancia que recorre la punta del ala entre su posición más elevada y más baja (L) y la velocidad de vuelo (U) denominada número de Strouhal (St), cuyo valor es: St=fxL/U. El valor del número de Strouhal (St) se mueve en una estrecha franja para la mayoría de las aves e insectos (0,2-0,5). Existe por tanto una clara relación entre estos parámetros.

En cuanto al coste del transporte (COT) del vuelo de aves e insectos, definido como la energía necesaria para mover una unidad de masa una unidad de distancia, puede decirse que disminuye en la medida que la masa del volador se incrementa. Si lo expresamos en julios que consume el animal por cada kilogramo de peso y metro recorrido, el COT puede disminuir hasta 0,2 en los grandes voladores, pero conforme se reduce el tamaño, el COT aumenta para alcanzar la cifra de 2 en el caso de los pequeños insectos. El coste energético del transporte llega a ser diez veces mayor para los insectos que para los grandes pájaros. La naturaleza nos muestra que un albatros es capaz de mantener durante muchas horas un vuelo de crucero de 40 kilómetros por hora, con 50 vatios de potencia. Si la eficiencia de su vuelo fuera la misma que la de la abeja, necesitaría gastar 500 vatios y el albatros ya habría desaparecido hace muchísimos años de nuestro planeta.

Parece contradictorio que la naturaleza no produzca grandes animales voladores cuando nos muestra que, al aumentar la masa, el vuelo es energéticamente menos costoso, y sin embargo haya llenado el planeta de insectos livianos que vuelan consumiendo mucha energía. La explicación es que optimizar el coste del vuelo (COT) no garantiza la supervivencia, y asegurarla resulta energéticamente más caro, un precio que la naturaleza ha estado dispuesta a pagar. El vuelo nunca es un fin, sino un simple medio para sobrevivir. A los animales más pequeños el vuelo les proporciona múltiples ventajas para encontrar alimento, aparearse y escapar de sus depredadores, mientras que a los más grandes estos apéndices les plantean otros problemas. La vida de los Quetzalcoatlus, con una masa de unos 180 kilogramos y alas de más de 12 metros de envergadura, no debía resultar muy fácil: para despegar tenían que adquirir velocidad de cara al viento por lo que necesitaban corretear un trecho largo o lanzarse desde el borde de un acantilado u otra percha, únicamente podían aterrizar en espacios abiertos relativamente grandes, en vuelo eran muy visibles dada la gran superficie de sus alas, lo que facilitaría que sus presas, normalmente peces, los detectaran y escapasen y cualquier pequeño animal podía dañarles las alas hasta inmovilizarlos.

Es cierto que la naturaleza ha tardado millones de años en configurar las especies de aves, murciélagos e insectos. para optimizar su vuelo hasta alcanzar unas cualidades extraordinarias, pero en esos aspectos que necesitan para cumplir con la misión que les ha encomendado: reproducirse y sobrevivir.

Analizar con detalle la misión, es la clave del éxito.

hombre pájaro fotografía: http://www.rtve.es

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

Durante los últimos días los medios españoles han hecho públicos videos del vuelo de Alexander Poli en Montserrat, Barcelona, a través de la roca Foradada. Con su “traje aéreo”, el paracaidista noruego, se lanzó desde un helicóptero y a una velocidad de unos 250 kilómetros por hora- según algunos medios- atravesó el estrecho hueco que deja la Foradada. El vuelo ocurrió en diciembre de 2012, aunque los videos se han publicado ahora. Alexander utiliza unas alas del tipo murciélago para controlar el movimiento durante la caída libre.

El vuelo con trajes aéreos es un deporte y un espectáculo que empezó a desarrollarse a finales de la década de los 90 del siglo pasado. A los que lo practican se les suele denominar también como “hombres pájaro” y es una actividad que conlleva un elevado nivel de riesgo y exige mucho entrenamiento y una gran pericia. El “hombre pájaro” salta desde un avión, un helicóptero, o desde un punto elevado, y controla la caída libre con su traje aéreo que cuando se despliega forma un ala sujeta al cuerpo por los brazos, el costado y las piernas, al igual que las membranas de las ardillas y los murciélagos. Desde un punto de vista aerodinámico se trata de un ala muy cuadrada, con poca relación de aspecto y escasa superficie en relación con el peso que tiene que soportar. El tramo final del vuelo suele hacerse con un paracaídas que el “hombre pájaro” abre para descender a tierra firme.

El 23 de mayo de 2012, el inglés Gary Connery saltó desde un helicóptero situado a 730 metros de altura, y consiguió, por primera vez en la historia, aterrizar con su traje aéreo sin recurrir a un paracaídas auxiliar. Nada más saltar del helicóptero, el traje se infló en unos tres segundos y a partir de ese momento inició un vuelo de planeo en el que alcanzaría una velocidad de unos 120 kilómetros por hora. Cuando estaba a 60 metros de altura, aproximándose al lugar previsto para el aterrizaje, Connery cambió la configuración de su traje para planear con una velocidad cuya componente horizontal era de unos 80 kilómetros por hora y la vertical de 15. La pista preparada para la toma de tierra tenía 100 metros de longitud por 15 de anchura y estaba acolchada con más de 18 000 cajas de cartón de distintos tamaños, dispuestas en capas, con una altura máxima de cuatro metros. El impacto de Gary en su colchón de cartones fue tremendo. Gary Connery tardó casi 30 segundos en salir de entre las cajas, después de aterrizar. El “hombre pájaro” inglés lograría, con este vuelo, lo que durante miles de años una saga de saltadores de torres no pudo conseguir lanzándose desde murallas, campanarios, minaretes, acantilados o cimas montañosas. El éxito fue posible gracias al valor del piloto, a la tecnología de los materiales de su traje aéreo y al entrenamiento.

Parece que durante el siglo XXI los “hombres pájaro” van a proliferar. Ya hay un listado de records, de altura, de velocidad, de distancia recorrida, que crece cada año. Durante mucho tiempo los científicos han debatido sobre el proceso que siguieron los vertebrados- murciélagos, pájaros y los desaparecidos pterosaurios- para aprender a volar. La teoría arbórea, postula que el vuelo lo desarrollarían especies que acostumbraban a subir a los árboles y escalaban paredes rocosas. Esos animales aprenderían a lanzarse desde las alturas y planear hasta el suelo, en un principio, para luego desarrollar la capacidad de propulsión batiendo las alas. La segunda teoría, parte del supuesto de que el vuelo lo aprendieron animales que corrían tras insectos voladores y daban saltos para apresarlos. Si observamos lo que está haciendo el hombre, nos inclinaríamos por la primera de las dos teorías. El hombre es un animal pesado, como los pterosaurios más grandes, y ha empezado por encaramarse a algún lugar para iniciarse en el vuelo dando un salto. Durante unos cuantos miles de años estos saltos terminaron casi siempre con alguna desgracia. A falta de un cuerpo hecho para volar, el método natural consiste en es esperar millones de años para que se produzca una mutación, pero nosotros somos animales impacientes y además tenemos la costumbre de vestirnos. Nos vestimos para protegernos del frío, evitar la radiación solar o la lluvia y resultar más atractivos; pero, también podemos vestirnos para bucear, nadar e incluso para volar. Así que ponerse un traje que emule las formas del cuerpo de los animales pesados que vuelan no es una mala idea.

Hasta ahora, la única forma de saltar al vacío y llegar sano a tierra era mediante la utilización de artefactos como el paracaídas, el parapente o las alas delta. El paracaídas es un invento que viene de la época de Leonardo y su diseño ha evolucionado mucho. En un principio, el paracaídas se limitaba a ofrecer resistencia y caía verticalmente. La superficie se ajustaba en función del peso y se procuraba que la velocidad de caída fuera de unos 3 a 5 metros por segundo, algo equivalente a la que se alcanza en una caída libre de 3 metros aproximadamente; un impacto que las piernas de una persona sana pueden soportar sin ningún problema. Con el tiempo, los paracaídas empezaron a construirse siguiendo los principios de las alas de los aviones, con lo que se pretendía que en vez de descender verticalmente, planearan, tuvieran una componente de velocidad horizontal. De este modo se puede ajustar la velocidad vertical y en la última fase de la caída reducirla tanto como se quiera, con lo que el paracaidista aterriza como un aeroplano, sin impactar contra el suelo. El parapente, es un ala volante rectangular, que se pliega igual que los paracaídas y permite efectuar planeos más largos. Empezaron a utilizarla los montañeros para evitarse los aburridos descensos; la ventaja es que ocupa poco espacio y es muy ligero de transportar. Por último, el ala delta es un planeador, con estructura rígida y tela, que utilizó por primera vez, de forma práctica, Otto Lilienthal en 1891 y en la década de los setenta del pasado siglo tuvo un gran auge. Con cualquiera de estos tres aparatos, paracaídas, parapentes o alas delta, los hombres del siglo XX han aprendido a controlar con seguridad un descenso aéreo. La velocidad del movimiento en cualquiera de estos artefactos es proporcional a la raíz cuadrada de la superficie del dispositivo. En un parapente puede oscilar entre los 24 y los 50 kilómetros hora con una tasa de descenso del orden de 10 a 1, es decir, por cada diez metros de avance se pierde uno de altura.

Los trajes aéreos cambian radicalmente el panorama del vuelo que no se parece en nada al que se hace con paracaídas, parapentes y planeadores de uso personal. Un traje aéreo tiene una superficie alar que para una persona que pese entre 80 y 90 kilogramos no excede de 1,5 metros cuadrados. Eso quiere decir que en un traje aéreo la carga alar es de 50-60 kilogramos por metro cuadrado; lo cual es diez o más veces superior a la de un ala delta o un parapente. Una carga alar alta siempre exige velocidades elevadas para mantener el vuelo. Haciendo números relativamente simples puede concluirse que con un traje aéreo los planeos más largos se harían con tasas de descenso de 2-2,5 (metros recorridos en horizontal por cada metro que desciende el aparato) a una velocidad de 130 kilómetros por hora. Con este tipo de dispositivo es muy difícil efectuar aterrizajes con una velocidad vertical que pueda soportar una persona; por eso, el vuelo de Gary Connery del año pasado puede considerarse como una auténtica proeza y por lo general los trajes aéreos se suelen utilizar durante la primera fase del vuelo y para el aterrizaje se emplean paracaídas.

Ya existen hombres pájaro experimentando sistemas de propulsión para volar sin perder altura; el siguiente paso será despegar desde el suelo con un traje aéreo. Los modernos paracaídas y parapentes hacen posible el entrenamiento en todas estas nuevas técnicas con un riesgo elevado, pero aceptable para muchos de estos innovadores. A lo largo de este siglo veremos progresar esta técnica incipiente y casi impensable hace muy poco tiempo. La cuestión es que si dejamos pasar los años es posible que aumente el tamaño de nuestra cabeza y disminuya el de nuestro cuerpo, quizá se nos alarguen bastante los brazos y nos crezcan membranas como a los murciélagos, seamos capaces de doblar el peso, antes de un vuelo largo, con una ingesta rica en nutrientes combustibles y así podríamos viajar por todo el planeta, aunque más despacio, como los pterosaurios, o quizá no. Hay gente que no quiere esperar tanto y por eso hemos aprendido ya a saltar desde lugares elevados, con ayuda, pero sin rompernos la crisma, antes de mutar.