Un modelo matemático reproduce el movimiento de las alas de las langostas

Según publica la revista Wired, un reciente estudio podría inspirar a los ingenieros aeronáuticos para que éstos hagan diseños más flexibles para las aeronaves.

Se trata de una investigación sobre las langostas, en la que se ha comprobado que las curvas y vueltas de las batientes y flexibles alas de estos insectos son las que les permiten realizar vuelos muy largos.

La langosta fue escogida como objetivo de estudio porque es famosa por su estilo de vuelo, altamente eficiente. Según Adrian Thomas, investigador de la Universidad de Oxford y uno de los autores del estudio, mientras que las libélulas se parecen más a los aviones de caza, las langostas son como los aviones utilizados para vuelos intercontinentales.

Volar cientos de kilómetros

Cierto es que estos insectos no son muy ágiles, pero también es verdad que compensan esta carencia con la distancia que son capaces de recorrer: con sus cuatro alas pueden volar cientos de kilómetros de una sola vez.

Thomas y sus colaboradores utilizaron cámaras de alta velocidad para registrar los detalles del movimiento de las alas de un tipo concreto de langosta, la Schistocerca gregaria, también conocida como “langosta del desierto”.

Esta langosta es famosa por ser causante de las plagas que, durante siglos, han amenazado la producción agrícola de África, Oriente Medio, y Asia. De hecho, la calidad de vida de al menos una décima parte de la población mundial está afectada por esta plaga de insectos.

Su capacidad dañina tiene en parte su origen en la velocidad a la que estas langostas pueden volar en enjambre. Ahora se sabe a qué debe la Schistocerca gregaria dicha velocidad.

Thomas describe el movimiento de las alas de esta langosta de la siguiente forma: un giro similar (al de dichas alas) con un brazo humano extendido empezaría con el dedo pulgar dirigido ligeramente hacia arriba en la cúspide del aleteo, después continuaría con un giro del brazo hasta que el dedo gordo se colocase en paralelo al suelo a mitad del aleteo, y terminaría bajando hasta que el dedo gordo señalara hacia el suelo, al final de la bajada del ala.

Modelo casi perfecto

Los datos revelados por las imágenes de alta resolución de los vuelos de las langostas han permitido a los investigadores crear un modelo matemático casi perfecto de la manera en que las alas propulsan a estos insectos a través del aire.

En un artículo publicado por los científicos en Science, éstos explican que el modelo ha sido realizado, concretamente, a partir del análisis de las consecuencias aerodinámicas de las deformaciones en las alas de las langostas, para el que se usó una simulación computacional basada en la cinética detallada de cada ala.

Las pruebas realizadas hasta ahora han demostrado que el modelo funciona casi a la perfección. Por otro lado, los investigadores manipularon dicho modelo para simular un endurecimiento en las alas y, también, para simular un estiramiento de la forma curvada del ala, con el fin de ver cómo estos cambios afectaban a la eficiencia del vuelo.

Así descubrieron que, cuando las langostas tenían las alas rígidas o rectas, la eficiencia del vuelo se resentía.

La mayoría de los modelos realizados hasta ahora de insectos voladores se han basado en alas rectas, rígidas, sin considerar los importantes efectos de la flexibilidad y la forma, asegura Thomas. Este nuevo estudio demuestra que las alas con un pequeño balanceo realmente pueden conseguir más empuje del aire.

Interés en auge

Tom Daniel, investigador en este mismo campo pero en la Universidad de Washington en Seattle, señala que aunque los científicos llevan mucho tiempo estudiando a los insectos y otras criaturas voladoras, todavía no se entiende completamente la aerodinámica y la arquitectura de sus alas.

Por eso resulta importante el trabajo de Thomas y de sus colaboradores, porque analiza un aspecto más del complejo sistema que permite volar a las langostas: la flexibilidad de sus alas.

Daniel afirma asimismo que el interés por la exploración de los insectos como vehículos voladores está en auge, y que los diseños que brinda la naturaleza podrían ser aprovechados para crear réplicas sintéticas.

Sin ir más lejos, el laboratorio de Daniel investiga actualmente en diversas direcciones tratando, entre otras cosas, de determinar qué movimiento de alas da lugar a la trayectoria predefinida de un animal volador o de entender la dinámica aero-elástica de las alas flexibles.