Una colaboración única entre los zoólogos de la Universidad de Columbia Británica (UBC) y el profesor Philippe Lavoie, experto en aviación de U of T Engineering, proporciona nuevos conocimientos sobre cómo las gaviotas configuran la forma de sus alas, conocida como transformación de alas, para estabilizar su vuelo. Los hallazgos podrían usarse para diseñar vehículos voladores más eficientes, incluidos los drones altísimos para la agricultura o el monitoreo ambiental.

Aunque la capacidad de un ave planeadora para estabilizar su trayectoria de vuelo es tan crítica como su capacidad para producir sustentación, Se han completado relativamente pocos estudios cuantitativos sobre la estabilidad del vuelo de las aves. Esto es lo que trajo a los investigadores de UBC Christina Harvey, Vikram Baliga y el profesor Doug Altshuler al laboratorio del túnel de viento de Lavoie en el Instituto de Estudios Aeroespaciales de la Universidad de Toronto (UTIAS).

Los investigadores midieron la sustentación y el arrastre en 12 formas diferentes de alas, todos con ángulos de codos y hombros ligeramente diferentes. Determinaron que con un simple ajuste de las articulaciones del codo de una gaviota, ya sea para expandir sus alas hacia afuera o hacia adentro, las gaviotas pueden hacer la transición a través de una amplia gama de formas de alas para estabilizar el planeo. Al volar las alas están completamente extendidas y tienen una forma más redondeada, lo que aumenta su estabilidad. Al despegar o aterrizar están más remetidos y tienen una forma más plana.

"Si puedes cambiar la forma de las alas, puede crear configuraciones más estables con menor resistencia cuando desee más resistencia, ", dice Lavoie." Las gaviotas pueden usar corrientes ascendentes para aumentar la altitud, por lo que no tienen que batir tanto sus alas para conservar energía. Pero si necesitan hacer maniobras rápidas, como bucear para pescar, pueden cambiar la forma del ala para ese propósito en particular ".

Estudiar cómo las gaviotas usan la forma de sus alas para volar largas distancias y controlar su vuelo es particularmente interesante para Lavoie debido al potencial para informar el diseño de futuros aviones. incluidos los vehículos aéreos no tripulados de ala fija (UAV), también conocidos como drones.

"El beneficio de la transformación es que no necesita superficies de control voluminosas durante el vuelo y facilita aprovechar la recolección de energía a través del vuelo. ", dice Lavoie. Se imagina drones de ala fija que podrían deslizarse sobre corrientes ascendentes térmicas mientras escanean tuberías en busca de defectos, buscar signos de sequía o enfermedades de los cultivos en granjas grandes, o controlar los movimientos de las manadas de caribúes. Los drones de alas fijas también se pueden utilizar para rastrear el alcance y la evolución de los incendios forestales.

"La idea de la investigación bioinspirada es intentar comprender cómo lo hace la naturaleza, dado que tuvo millones de años para adaptarse a ciertas condiciones, "dice Lavoie." Una vez que hagamos eso, podemos ver si hay elementos que podamos extraer para nuestros propios diseños ".

Los investigadores también destacaron los beneficios y la importancia de la investigación interdisciplinaria.

"Fue una gran experiencia trabajar con el profesor Lavoie, cuya experiencia y conocimiento fue parte indispensable del proyecto. Realizar la investigación en el túnel de viento de UTIAS fue una parte clave del trabajo, ", dijo Harvey." Espero seguir combinando herramientas de ingeniería y experiencia con cuestiones biológicas para que podamos comprender mejor el vuelo de las aves ".

"Fue un proyecto muy divertido, Siempre es bueno tener estas diferentes oportunidades que surgen de un campo diferente, ", añade Lavoie." Mantiene las cosas frescas, y te hace pensar en los problemas desde un ángulo diferente ".