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Científicos británicos utilizan robots para descubrir los secretos del vuelo de las libélulas

Científicos del Royal Veterinary College y de la Universidad de Ulm (Reino Unido) han diseñado un robot libélula para estudiar las implicaciones aerodinámicas del vuelo con cuatro alas. Las conclusiones, que se han publicado recientemente en Journal of the Royal Society Interface, podrían utilizarse para el desarrollo de micro-vehículos aéreos.

El robot libélula. Foto: Royal Veterinary College.

Durante 300 millones de años, las libélulas han mantenido su estructura de cuatro alas que se pueden controlar independientemente: Otros insectos, sin embargo, han sufrido repetidas modificaciones y han reducido su número de alas a un solo par, o bien han unido mecánicamente sus alas delanteras y traseras. Los estudios realizados hasta ahora sobre el vuelo de animales de cuatro alas sugerían que esta configuración no es tan eficiente como el uso de dos alas. Para mantenerse en vuelo estacionario, la libélula, al igual que los helicópteros, debe desplazar aire hacia abajo, dejando lo que se denomina una ‘estela’ o ‘estela hacia abajo’. Cualquier movimiento del aire que no sea hacia abajo no contribuye a la sustentación, y supone un desaprovechamiento de energía. Sin embargo, este estudio muestra que las libélulas pueden utilizar sus alas inferiores para recuperar la energía desaprovechada en el movimiento de lado a lado en la “estela”, batiendo las alas en el momento adecuado.

“Una y otra vez me llamaba la atención lo ineficientes que aparentemente son las libélulas cuando vuelan, y me preguntaba si utilizan algún truco adicional para ser más eficientes,” ha declarado Jim Usherwood, investigador patrocinado por el Wellcome Trust en el Royal Veterinary Collage, y coautor del estudio. “En colaboración con Fritz-Olaf Lehmann, que ha desarrollado robots de alas batientes, hemos podido simular el vuelo de la libélula y medir las fuerzas aerodinámicas”, añade, “y hemos encontrado que dos pares de alas permiten a la libélula producir mayor fuerza, permitiendo la aceleración y el ascenso, mientras que las alas inferiores pueden reducir la energía desaprovechada, al batir las alas en el momento adecuado”.

El trabajo con los robots libélula ha permitido a los investigadores examinar lo que sucedería si las alas delanteras y traseras batieran con diferente sincronización, algo que no puede estudiarse en libélulas reales. Aunque la mayor parte de las sincronizaciones resultaron menos eficientes que el vuelo estacionario con un solo par de alas, los científicos descubrieron que existen casos en los que el batir de dos pares de alas resultaba más eficiente, debido a que requería menos energía para elevar el mismo peso que con solo un par de alas.

Si bien este estudio demuestra que contar con dos pares de alas ofrece ciertas ventajas aerodinámicas, que han sido utilizadas por los insectos durante más de 300 millones de años, también podría emplearse para ayudar al desarrollo de micro-vehículos aéreos basados en diseños de alas batientes. Estos mecanismos aerodinámicos utilizados por las libélulas podrían aplicarse, si fuera técnicamente viable, para aumentar la autonomía de vuelo o la carga útil de esos micro-vehículos aéreos.

Fuente: SINC
Derechos: Creative Commons
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