¿Cómo consiguen volar las aves en V? Científicos revelan un fenómeno aerodinámico desconocido hasta ahora

Las aves, volando en V, estamos tan acostumbrados a ello que no nos damos cuenta de lo especial que es. Pero los científicos han vuelto a profundizar en el tema y han descubierto una interacción aerodinámica hasta ahora desconocida entre estos animales.

Los matemáticos estadounidenses hablan de un avance que amplía enormemente nuestros conocimientos sobre los animales en movimiento. Piense también en bancos de peces nadando juntos. Los resultados, publicados en Nature, podrían incluso dar lugar a nuevas aplicaciones en los sectores del transporte y la energía.

El tamaño del grupo es decisivo

“Este campo de investigación es importante porque sabemos que los animales aprovechan las corrientes de aire o agua que dejan atrás otros miembros del grupo para conservar energía o reducir la resistencia”, explica Leif Ristroph, investigador de la Universidad de Nueva York. “Nuestro trabajo podría conducir a una propulsión más eficiente por el aire o el agua y a generar energía eólica o acuática de forma más eficaz”.

El equipo demostró que el impacto de la aerodinámica depende del tamaño del grupo de vuelo: los grupos pequeños se benefician, mientras que en los grandes provoca el caos. “Las interacciones aerodinámicas en pequeños grupos de aves ayudan a que cada miembro del grupo se mantenga en una posición determinada en relación con su vecino principal, pero el orden de los grupos más grandes se ve alterado por un efecto que en realidad expulsa a los miembros del grupo de su posición y puede provocar colisiones”, explica la investigadora Sophie Ramananarivo.

Experimento con alas hechas en impresora 3D

Los investigadores llegaron a esta conclusión imitando las formaciones de aves con alas mecánicas que salieron directamente de la impresora 3D. Se accionaron con pequeños motores y se colocaron una tras otra en un recipiente con agua, de modo que las corrientes de aire coincidieran con las de las alas en el aire. Las llamadas alas podían moverse libremente en círculo. Dependiendo del tamaño del grupo, la corriente afectaba de distintas maneras a su organización.

En los grupos pequeños de hasta cuatro “pájaros”, los investigadores descubrieron un efecto en el que cada miembro del grupo recibía ayuda de la interacción aerodinámica para mantener su posición respecto a los pájaros circundantes. “Cuando un miembro se salía de su posición, las corrientes de viento provocadas por el pájaro precedente ayudaban a devolverla a su sitio y mantenerla allí”, explica Ristroph. “Esto significa que las aves pueden volar en una línea ordenada de forma automática y sin esfuerzo adicional, con la física haciendo todo el trabajo”.

Grupos grandes frente a grupos pequeños

Sin embargo, ese individuo no se mantuvo en grupos más grandes. “En los grupos más grandes, estas corrientes de aire en realidad hacían que los miembros posteriores del grupo chocaran y se salieran de su posición, provocando que el enjambre se desintegrara debido a las colisiones. Esto significa que los grupos muy largos que a veces se ven volar no son fáciles de formar. Es probable que los miembros del grupo de cola estén constantemente intentando mantenerse en su posición y evitar colisionar con sus vecinos”.

Pero, ¿qué tipo de fuerzas son estas, que hacen que las aves vuelen o no como una ordenada V? Según los modelos matemáticos que los científicos aplicaron a sus resultados experimentales, las interacciones entre aves vecinas funcionan en realidad como un muelle, que mantiene a cada miembro en su sitio, básicamente como si los vagones de un tren estuvieran conectados por grandes muelles. Sin embargo, estos “muelles” solo funcionan en una dirección: un pájaro precedente puede ejercer fuerza sobre su seguidor, pero no ocurre lo mismo a la inversa, lo que significa que los últimos pájaros de la fila a menudo se balancean de forma bastante salvaje.

“Estos movimientos se asemejan a olas que mueven a los miembros hacia delante y hacia atrás y que atraviesan todo el grupo a medida que aumentan en intensidad, lo que puede provocar un choque en los pájaros más tardíos”, explica el investigador Joel Newbolt, que concluye señalando que los movimientos de los pájaros guardan similitudes con la física material. “Nuestros hallazgos tienen interesantes similitudes con la física de materiales, donde la fila ordenada que forman las aves es análoga a los átomos en un cristal”.