Las vidas secretas de las ballenas
Ángela Posada-Swafford - María Victoria Jiménez - Clara Elvira Mejía
alas de vuelo profundo
las aletas de la ballena jorobada podrían inspirar las alas de los aviones del futuro
Por Ángela Posada-Swafford / Especial para Muy Interesante, 2003
Cualquiera que haya visto imágenes del vuelo profundo de una ballena jorobada bajo el mar azul cobalto, no habrá dejado de notar sus larguísimas aletas blancas adornadas de nudosidades en los bordes. Un equipo de ingenieros de la Universidad de Duke y de la Marina de EE.UU. descubrieron que esas aletas, que diferencian a las jorobadas del resto de las ballenas en el ancho mar, son en gran parte responsables de sus asombrosas cualidades hidrodinámicas, y podrían servir como modelo para la próxima generación de alas en los aviones. Imagine el espectáculo de un 747 con el borde delantero de las alas alegremente festoneado con bulbosidades de varios tamaños: No sería la primera vez que nos inspiramos en la naturaleza para hacer nuestra ingeniería más eficiente.
“La ballena jorobada es única entre todos los mamíferos marinos en que es un animal enorme y a la vez sorprendentemente maniobrable”, dice el profesor de ingeniería de Duke Dr. Laurens Howle. “Usa sus aletas de cinco metros de largo con los tubérculos en el borde de ataque para dar giros muy cerrados. Por eso nos preguntamos lo que esos tubérculos podrían hacer en un diseño creado por el hombre”, añade Howle.
El resultado fue un sorprendente aumento en la eficiencia aerodinámica del ala.
“El objetivo era aprender lo que la naturaleza sabe desde hace millones de años de evolución, y tratar de reducir eso a la práctica para algo que podría ser útil a un ingeniero, como por ejemplo un avión o submarino. Y cuando pusimos el modelo del ala con las nudosidades en el túnel de viento notamos un aumento en la sustentación (la fuerza hacia arriba en el ala de un avión), una disminución en la resistencia (la fuerza hacia abajo sobre el ala de un avión, que hace que la aeronave consuma más combustible) y un aumento general en su eficiencia”.
Los ingenieros dicen que el descubrimiento tiene implicaciones no sólo en el diseño de alas de aviones, sino también de hélices, rotores de helicópteros y timones de barcos. El próximo paso es desarrollar modelos de computador para entender la física de los fluidos que incorporen esta forma natural en modelos para todos estos aparatos.
En el estudio, los ingenieros crearon dos modelos de aletas de ballena jorobada. Uno tenía las nudosidades en el borde delantero, y el otro tenía los bordes lisos. Las aletas estaban hechas de un material resistente y ligero llamado policarbonato, y el experimento se llevó a cabo en el túnel de viento de circuito cerrado de la Academia Naval de Annapolis, en Maryland.
El desempeño de la aleta lisa fue similar al del ala de un avión normal. Pero la aleta festoneada con turupes mostró 8 veces más sustentación y aguantó vientos 40 veces más inclinados. Los investigadores quedaron especialmente asombrados al descubrir qué esta aleta además producía una resistencia 32 por ciento menor que la aleta lisa.
“El aumento en sustentación es importante porque en vientos más inclinados afecta la facilidad con que el avión puede despegar, y ayuda a los pilotos a aminorar la velocidad durante el aterrizaje”, explica Howle.
Además, una mayor resistencia a entrar en pérdida añadiría un nuevo margen de seguridad al avión. La pérdida ocurre cuando el aire deja de fluir sin interrupciones sobre la parte superior del ala, abriéndose antes de llegar al borde de atrás. Cuando un avión entra en pérdida drásticamente pierde sustentación. A medida que las ballenas se mueven, los tubérculos de sus aletas desvían el flujo del agua y lo reorientan por entre los “valles” que hay entre cada tubérculo, causando turbulencias que se deslizan sobre y por debajo de la aleta, inyectándole moméntum y dándole sustentación.
“Ahora el truco es descubrir la forma de incorporar las ventajas de la aleta de nudosidades a diseños creados por los humanos”, dice Howle.
