Y un día, llegó el dron con plumas

Científicos de la École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), de Suiza, están probando un pequeño dron con plumas, doblando sus alas y maniobrándolas al igual que lo hacen las aves de verdad.

Las pájaros han desarrollado genéticamente tecnología de vuelo alado desde que heredaron las plumas de los dinosaurios hace 160 millones de años. Como si se percataran de que las alas que les permitía elevarse también eran su principal obstáculo para ir más rápido, evolucionaron de forma exquisita: desarrollaron las alas que cambian de forma. Lo harían gracias a sus plumas superpuestas y una articulación al final de sus alas, una fórmula que permitiría a la mayoría de aves doblar su plumaje primario de vuelo hacia atrás, reduciendo el tamaño de sus alas significativamente. Esto, a su vez les permitiría alternar entre alas largas y maniobrables y alas cortas y más compactas optimizadas para la velocidad.

Los humanos hemos sido un poco lentos en aprender esta brillante técnica: lo mejor que hemos logrado en el campo es hacer naves y alas mecánicas realmente complejas y presumiblemente muy caras que oscilan un poco hacia adelante y atrás. Es en estas circunstancias que aparecen los ingenieros de la institución suiza, proponiendo un nuevo tipo de dron, acaso el robot que más ha intentado parecerse a un ave incorporando piezas fundamentales: las plumas.

Gracias a estas alas voladoras y sus plumas, hechas de fibra de vidrio, es posible variar el área de superficie en un 41%. Cuando el ala está totalmente retraída, la elevación baja en un 32%, y la resistencia al avance disminuye en un 40%, permitiendo que el dron alcance su mayor velocidad —de 6.3 a 7.6 metros por segundo. Sin embargo, la pérdida del área del ala hace al dron menos maniobrable, incrementando su radio de giro de 3.9 metros a 6.6 metros. Este intercambio es inherente a todas las alas y explican la importancia de darles forma: es posible elegir intercambiar maniobrabilidad por velocidad, y es mucho más común necesitar una de estas cualidades a la vez, más que requerirlas al mismo tiempo.


Estructura del drone de alas artificiales.

 

Este tipo de alas, sin embargo, suponen una limitación al ocupar el espacio que la mayoría de aviones dedica a controlar superficies. Normalmente, el control de balanceo se logra con pequeñas aletas (alerones) en los bordes de las alas, pero el modelo de EPFL no lo permite. La solución es hacerlo como las aves: doblando las alas de modo asimétrico. De hecho, el metamorfoseo de las alas funciona tan bien como las aletas (o alerones) y en movimientos aun más finos, incluso funcionarían mejor. Los investigadores creen que este hallazgo subraya la necesidad de desarrollar leyes de control con el objeto de obtener lo mejor de las tecnologías de metamorfosis en la aeronáutica.

Los investigadores esperan seguir avanzando en el drone hasta hacerlo parecer cada vez más a un ave. A largo plazo, esperan reemplazar el actual mecanismo del tendón (frágil y complejo) con algo más robusto, usando origami u otro material de rigidez variable.

 

Daniel Meza

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