{"id":134,"date":"2013-01-03T17:43:30","date_gmt":"2013-01-03T16:43:30","guid":{"rendered":"http:\/\/blogs.hoy.es\/ciencia-facil\/?p=134"},"modified":"2013-01-03T17:43:30","modified_gmt":"2013-01-03T16:43:30","slug":"naturaleza-en-vuelo","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blogs.hoy.es\/ciencia-facil\/2013\/01\/03\/naturaleza-en-vuelo\/","title":{"rendered":"La naturaleza nos ense\u00f1\u00f3 a volar"},"content":{"rendered":"

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El gran Leonardo da Vinci<\/strong>, uno de los mayores genios de la humanidad, muy avanzado respecto a la \u00e9poca en que le toc\u00f3 vivir (1452-1519), se bas\u00f3 en sus observaciones de la naturaleza<\/strong> para dar forma a muchas de sus ideas. En un art\u00edculo anterior \u201cMurci\u00e9lagos y cet\u00e1ceos, modelos aeron\u00e1uticos\u201d<\/strong>,\u00a0 ya vimos algunas de las ideas de aquel genio y sus dise\u00f1os de aviones-murci\u00e9lago, cuando se pensaba que un avi\u00f3n deb\u00eda parecerse a un p\u00e1jaro si pretend\u00eda volar.<\/p>\n

Pero Leonardo<\/strong> se fij\u00f3 tambi\u00e9n en las semillas voladoras<\/strong> y en las que al llegar al suelo penetran en \u00e9l mediante el efecto sacacorchos<\/strong> y, bas\u00e1ndose en ese efecto, dise\u00f1\u00f3 un esquema que consist\u00eda en un “tornillo”<\/strong> de diez metros de di\u00e1metro, que al girar se “enroscar\u00eda” en el aire<\/strong>, produciendo el ascenso del conjunto. La idea era que algunos hombres, situados sobre la base del cono inferior, soporte de la estructura, hicieran girar el plano helicoidal<\/strong>, apoyando para ello los pies sobre la plataforma central de la base, que transmit\u00eda el giro al eje. Aquella idea no funcion\u00f3, por falta de potencia y exceso de peso<\/strong> del \u201cmotor humano\u201d<\/strong>, pero s\u00ed funcionaba la idea, puesto que conten\u00eda pr\u00e1cticamente el fundamento f\u00edsico en que se sustentan los actuales helic\u00f3pteros<\/strong>, sobre los cuales tambi\u00e9n dise\u00f1\u00f3 Leonardo algunos bocetos.<\/p>\n

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En la optimizaci\u00f3n de estructuras, el estudio del esqueleto de las aves<\/strong> m\u00e1s poderosas, ha suministrado informaci\u00f3n, por ejemplo, para el desarrollo de la estructura interna de los planos del avi\u00f3n Airbus A380<\/strong>.<\/p>\n

Un 40% de la estructura y de los elementos del A380<\/strong> son fabricados con compuestos de fibras de carbono y nuevos materiales met\u00e1licos. La b\u00f3veda superior del fuselaje es de un nuevo material llamado GLARE <\/strong>(acr\u00f3nimo del ingl\u00e9s GLA<\/strong>ss-RE<\/strong>inforced), una mezcla de aluminio y fibra de vidrio<\/strong> impregnada en resina, que es un 10% m\u00e1s ligero que el aluminio tradicional<\/strong>, pero mucho m\u00e1s resistente<\/strong>.<\/p>\n

En las pruebas de resistencia para distintas estructuras<\/strong>, tratando de optimizar la del ala, que suministrara al avi\u00f3n la m\u00e1xima resistencia y fiabilidad, con el menor peso posible<\/strong>, lo que supondr\u00eda m\u00e1s carga \u00fatil, menor consumo y costo, etc., al final el resultado que se obtiene es el que corresponde al ala de un \u00e1guila<\/strong>.<\/p>\n

Los huesos de algunas aves no son macizos, sino huecos<\/strong> o casi huecos y est\u00e1n llenos de aire<\/strong>, lo cual los hace ser muy livianos; por ejemplo, el esqueleto de un \u00e1guila<\/strong> constituye menos del 10% del peso total del animal. Sus caracter\u00edsticas contribuyen a que estas aves sean capaces de volar empleando menos energ\u00eda<\/strong> que otras y de soportar las fuertes presiones del movimiento de aleteo<\/strong>, especialmente al despegar y al aterrizar<\/strong>.<\/p>\n

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Para muchas zonas de los modernos aviones, otro ejemplo de material muy adecuado son las estructuras basadas en los panales de abejas<\/strong>. La celda de secci\u00f3n hexagonal<\/strong> brinda la mejor posibilidad de dividir el espacio, permitiendo un m\u00e1ximo ahorro de material<\/strong>, junto con una elevada resistencia a la deformaci\u00f3n<\/strong>.<\/p>\n

Esta ventaja fue adoptada por los ingenieros aeron\u00e1uticos en su b\u00fasqueda para ahorrar peso en los aviones. El piso de la cabina de una aeronave<\/strong> se compone en principio de tres capas: la inferior y la superior son de material pl\u00e1stico reforzado con fibra de vidrio. Es en la capa intermedia<\/strong> de apoyo donde se aplic\u00f3 la estructura de panal de abeja<\/strong>, una placa pl\u00e1stica ultraliviana llamada honeycomb<\/strong>, con la que se logra disminuir el peso neto del avi\u00f3n<\/strong>.<\/p>\n

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La construcci\u00f3n tipo \u201cs\u00e1ndwich\u201d<\/strong> es una forma de colocar los materiales de uso generalizado en aviaci\u00f3n, y con buenas propiedades mec\u00e1nicas<\/strong>. Se trata de dos capas de fibra de carbono, de vidrio, o de aluminio pegadas a un n\u00facleo. El n\u00facleo suele tener forma de panel de abeja<\/strong>, fabricado en aluminio o resinas; la estructura \u201cs\u00e1ndwich\u201d aguanta con \u00e9xito<\/strong> las cargas que impone la flexi\u00f3n (compresi\u00f3n y tracci\u00f3n<\/strong>), y el n\u00facleo soporta esfuerzos cortantes con facilidad. Su aplicaci\u00f3n se centra en superficies de control de vuelo y en los suelos de cabina del avi\u00f3n.<\/p>\n

\u00bfY la cuesti\u00f3n de \u201cla piel” del\u00a0 avi\u00f3n<\/strong>? Una manera de reducir el impacto debido al roce con el aire podr\u00eda ser el uso del modelo \u201cpiel de tibur\u00f3n\u201d<\/strong> en los aviones. Se ha constatado que estos cet\u00e1ceos nadan m\u00e1s r\u00e1pido de lo que corresponder\u00eda a la forma de su cuerpo y su fuerza impulsora, con notables aplicaciones al movimiento de cualquier cuerpo en el seno de un fluido<\/strong>, como ve\u00edamos en un art\u00edculo anterior “La naturaleza, una gran enciclopedia para aprender”<\/strong>.<\/p>\n

Las compa\u00f1\u00edas Airbus y Lufthansa estudiaron si este mecanismo ser\u00eda una manera factible de reducir el consumo de combustible de los aviones<\/strong>. Con este fin, la empresa americana 3M<\/strong> desarroll\u00f3 el riblet<\/strong>, una pel\u00edcula delgada provista de un fino perfil aserruchado<\/strong> (imitando la piel del tibur\u00f3n) con la que se cubrieron algunas partes de un A320 de Lufthansa<\/strong>. Las medidas en vuelo no resultaban suficientemente significativas en cuanto al ahorro, pero entretanto, a trav\u00e9s de ensayos del t\u00fanel de viento<\/strong>, se constat\u00f3 que estas pel\u00edculas reducen la resistencia por fricci\u00f3n<\/strong>, de un objeto revestido con ese material, entre un 6% y un 8%<\/strong>. De manera que, en teor\u00eda, se podr\u00eda lograr un ahorro importante de combustible<\/strong>.<\/p>\n

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Las lechuzas son aves de vuelo muy silencioso<\/strong>, casi imperceptible por el o\u00eddo humano, por ello se est\u00e1 estudiando la estructura de sus alas<\/strong> como base para desarrollar aviones que produzcan menos ruido; para ello, el modelo a seguir son las propias lechuzas, para tratar de descubrir por qu\u00e9 las alas de estas aves producen al volar menos ruido que las pertenecientes a otras especies<\/strong>.<\/p>\n

En todas las medidas efectuadas, se ha puesto de manifiesto que estas aves son capaces de volar de manera tan silenciosa<\/strong> gracias a la estructura de sus plumas, pero desde entonces, a pesar de los muchos estudios realizados, nadie ha sido capaz de descifrar con certeza el por qu\u00e9<\/strong>.<\/p>\n

A trav\u00e9s del dise\u00f1o por ordenador<\/strong> se ha tratado de traducir los datos obtenidos en posibles formas de ala de avi\u00f3n, encontr\u00e1ndose que si \u00e9sta estuviera recubierta de un material similar a las plumas de una lechuza<\/strong>, el avi\u00f3n generar\u00eda menos torbellinos, y as\u00ed el vuelo ser\u00eda m\u00e1s silencioso, e incluso m\u00e1s seguro<\/strong> mientras el avi\u00f3n se mantenga en l\u00ednea de vuelo, pero el problema aparece a velocidades reducidas<\/strong>, como puede ser durante el aterrizaje, puesto que en esas condiciones la estabilidad del aparato disminuye, y las maniobras son cr\u00edticas, poniendo en riesgo la seguridad<\/strong>.<\/p>\n

No obstante, lo encontrado hasta ahora ha tenido ya alguna aplicaci\u00f3n pr\u00e1ctica<\/strong>, como ha ocurrido en la construcci\u00f3n de las aspas de los ventiladores<\/strong> que se utilizan, por ejemplo, para la refrigeraci\u00f3n de ordenadores, que resulta as\u00ed totalmente silenciosa. An\u00e1logamente se est\u00e1 ensayando con las palas de los aerogeneradores<\/strong>, dado que el ruido es una de las objeciones principales a la instalaci\u00f3n de parques e\u00f3licos en la proximidad de \u00e1reas habitadas.<\/p>\n

Adolfo Marroqu\u00edn Santo\u00f1a<\/span><\/a><\/strong><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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