VUELO

 

Cada vez que levantamos la vista al cielo, quedamos fascinados al ver a los pájaros volar.  Realizan muchas cosas maravillosas: despegan, vuelan haciendo piruetas, elevándose y yéndose en picada.

El vuelo es una de las principales facultades que poseen las aves.  Con este, dominan el cielo,  y hacen que el hombre se sienta retado día a día por ellas.

  

· CÓMO LOGRAN VENCER LA GRAVEDAD???

Las aves se desplazan en el aire de la misma manera que lo hace un aeroplano, aprovechando al máximo las corrientes de aire para elevarse, y manejándolas de tal manera que les proporcionen velocidad de desplazamiento.

La forma peculiar del ala permite oponer menor resistencia al medio ambiente aéreo, provocando que durante el paso del aire se genere una diferencia de velocidades entre las dos caras del ala, siendo más rápida en la parte superior al recorrer más distancia; puesto que el aire en la parte inferior corre más lento y queda atrapado por la forma ligeramente cóncava.  Entonces, se produce una fuerza ascendente en el ala, que es suficiente para elevar al animal venciendo la fuerza de la gravedad.   La diferencia de velocidades del aire se puede aumentar o disminuir dependiendo del ángulo de incidencia del ala contra el aire, a este cambio de posición se le llama ángulo de ataque y sirve asimismo para aumentar o disminuir la velocidad y elevación.

                

·  ESTRATEGIA PARA EVITAR LA TURBULENCIA.

Si aplicamos el modelo  de vuelo de las aves a una estructura rígida, como el ala de un avión, al aumentar la velocidad en el vuelo, se generan turbulencias en la parte final de la cara superior las cuales  provocan que el aire reduzca el efecto ascendente. Para evitar este problema, las aves poseen una estructura denominada álula, que consta de una o varias plumas cortas y rígidas localizadas en el dedo pulgar, con la función de cortar el aire desde la cara anterior del ala evitando las turbulencias que pudiesen ser fatales durante el vuelo.

· DINÁMICA DEL VUELO.

Debe recordarse, de antemano que las extremidades superiores de las aves están perfectamente adaptadas para el vuelo, por lo que las plumas han adquirido una función particular.

Las plumas primarias, (Ver morfología), están insertadas en el hueso de la mano, son asimétricas y van a proporcionar la fuerza de empuje o propulsión, para despegar y maniobrar.  Las plumas secundarias son las responsables de retener el aire que sirve para elevarse y mantenerse en vuelo.
Para lograr el despegue, el ave impulsa el ala hacia abajo a través de los músculos pectorales (conocidos comúnmente como pechuga), que son los más grandes y fuertes del ave.  Al iniciar este movimiento, las plumas primarias, que se encuentran dispuestas a manera de persiana, se elevan cerrando los espacios con la pluma inmediata superior, haciendo una superficie impermeable al aire y atrapándolo para elevarse junto con la acción de las secundarias. Al subir el ala, las plumas se doblan hacia abajo abriendo los espacios entre ellas y creando una resistencia diez veces menor al aire que en el movimiento anterior. A través de varios ciclos continuos el ave puede avanzar altitudinalmente como un nadador lo haría horizontalmente.



En resumen, las largas plumas de las alas les sirven como planos aerodinámicos que ayudan a generar la fuerza de ascenso necesaria para poder volar. Unos músculos pectorales bien desarrollados ("la pechuga") adheridos a una estructura aérea única llamada el furculum ("el huesito de los deseos") habilita el aleteo o movimiento de las alas.

 

·  TIPOS DE VUELO

La forma de el ala esta en estrecha relación con el tipo de vuelo que el ave realiza.

Despegue: El tiempo de mayor peligro en cualquier vuelo es durante el despegue y el aterrizaje.   Esto es porque la velocidad está relacionada al levantamiento que se necesita para dejar el suelo.   El levantamiento es más débil durante el despegue ya que no existe mucha velocidad.  El tamaño del ala es lo que determina cuanto levantamiento se produce. El ángulo que tiene el ala al enfrentar el aire afecta el levantamiento. Esto aumenta la velocidad del aire sobre el ala, lo cual produce más levantamiento.

Los pájaros utilizan todo lo siguiente para ayudarse durante el despegue:

  1. Rotación de sus alas.

  2. Cambio el tamaño de sus alas al torcer las plumas primarias.

  3. Utilización de las corrientes de viento.

  4. Aleteo con mayor rapidez.

  5. Algunos pájaros utilizan sus largas piernas para impulsarse y elevarse.

  6. Correr a lo largo del agua para despegar.

Vuelo batido:  Es el vuelo más común entre las aves.   Consiste en iniciar el vuelo haciendo movimientos enérgicos de las alas para el despegue y dar aleteos frecuentes de arriba hacia abajo para mantenerse en el aire, cambiar de altitud, de velocidad y maniobrar. Aunque este tipo de vuelo es común, es también el más costoso en energía porque requiere de gran esfuerzo de los músculos pectorales.

Planeo en tierra:  Es uno de los vuelos más económicos porque ahorra energía muscular.  Es propio de las aves con alas anchas como las águilas, y en él se aprovecha al máximo la fuerza de las corrientes ascendentes de aire caliente generadas por convección en la atmósfera o el choque de las corrientes de aire con los riscos o montañas.  El ala ancha tiene una gran área que atrapa la mayor cantidad de aire ascendente posible logrando que el ave se eleve sin tener que realizar aleteos frecuentes.  Para reconocer este tipo de vuelo basta observar a las águilas volando en círculos, siguiendo las bolsas de aire caliente que suben del suelo o en las cercanías de las montañas , adquiriendo altura sin mayor esfuerzo.

Diagrama que ilustra cómo las aves planeadoras en tierra aprovechan las corrientes de aire caliente.

Planeo en alta mar: también conocido como veleo, lo realizan aves que generalmente tienen alas largas planeadoras, (como los albatros), que están diseñadas para aprovechar corrientes de aire horizontales responsables de la formación de las olas en el océano, con el mismo resultado de economía de esfuerzo. Generalmente, las aves planeadoras de alta mar describen movimientos espirales en contra del viento muy cerca de la superficie, que es donde las corrientes son más veloces, de modo que dan la impresión de estar flotando sin aletear (Figura arriba), esta fuerza del viento les permite sostenerse y cambiar de velocidad y altura.

Mecanismo de  las aves marinas para planear.

Aterrizaje:   Depende del ángulo con el que se realice la maniobra.   Un modo de frenar en el aire es incrementar el ángulo y proyectar la cola abierta hacia abajo y adelante, funcionando como un paracaídas de frenado.    Algunas aves tienen la necesidad de abrir las patas para presentar mayor superficie contra el aire.    Las aves de alas delgadas y largas tienen problemas para aterrizar.   El mecanismo del aterrizaje ocurre generalmente de la misma manera: Primero, disminuye su aleteo. Luego, la gravedad comienza a bajarlo. Después, el pájaro tuerce sus alas para incrementar el área de superficie del ala. Esto crea más levantamiento, lo cual disminuye la velocidad de aterrizaje.    Al mismo tiempo, toda el ala se mueve en los hombros para aumentar el ángulo de aterrizaje. Esto crea mayor levantamiento conforme la velocidad disminuye. Esto a su vez impide que el pájaro caiga demasiado rápido. Y por último, la cola se extiende y se baja para que actúe como un freno.

 

·  LAS PLUMAS Y EL VUELO.

La forma de las alas está dada en función del tamaño relativo de las plumas de vuelo y del número de éstas, lo que les confiere a las aves diferentes características aerodinámicas y de maniobrabilidad.

Muda:  Es el proceso de reemplazo total o parcial de las plumas con el fin de mantener el plumaje en buen estado.  Debido a que es un acontecimiento de vital importancia para las aves, se invierte gran cantidad de energía en este proceso. Después de un periodo de tiempo, el desgaste producido por golpes contra las ramas, vuelo, agua, Sol, al entrar al nido, situaciones inesperadas como el ataque de un depredador o una pelea, las plumas van perdiendo poco a poco su contorno, coloración y por lo tanto, su función se ve disminuida. Entonces es tiempo de reemplazarlas.

Cada pluma de vuelo tiene un corte en la orilla delantera para evitar que el vuelo pare.   La angostura de las barbas deja espacio entre las plumas cuando el ala está extendida, lo cual ayuda a distribuir el flujo de aire equitativamente.  

Perfil aerodinámico: A la peculiar forma que tiene el corte transversal de un ala se le conoce como perfil aerodinámico. Conforme el perfil aerodinámico se mueve a través del aire, el aire se desliza por arriba y por abajo. El aire que pasa por encima de la superficie tiene que recorrer más distancia que el aire que pasa por debajo. Para que los dos flujos de aire puedan llegar a la orilla del ala al mismo tiempo, el aire de arriba tienen que viajar más rápidamente.  

Movimiento de las plumas: En el movimiento hacia debajo de las alas, la presión del aire es mayor en la zona más grande, pero esta vez empuja al ala hacia arriba. Esto provoca que las plumas giren en dirección opuesta al movimiento. De esta manera, mientras el ala aletea para arriba y para abajo, las plumas giran de un lado a otro.

Las plumas secundarias rotan hasta alcanzar una posición cerrada. Esto provoca que la superficie inferior empuje hacia abajo y contra el aire, lo cual ayuda a impulsar al pájaro hacia arriba y hacia adelante. Al final del aleteo descendente, las alas podrían estar mucho más adelante del cuerpo del pájaro. El cuerpo alcanza la misma posición en una fracción de segundo.

Para la mayoría de los pájaros el aleteo ascendente es tan sólo una manera de regresar las alas a la posición donde comienza el siguiente aleteo descendente. Las plumas de vuelo permanecen abiertas. Cuando el músculo grande del pecho jala, las plumas se cierran y el ciclo se repite una y otra vez.

Un sólo aleteo de estos dura solamente un instante.

                                                                                                          

·   BERNOULLI HABLA DE LA CIENCIA DEL  LEVANTAMIENTO.

Según los descubrimientos realizados por Bernoulli el aire en la parte de arriba del ala tiene menos presión que el aire que se mueve por la parte de abajo. Esta diferencia en presión hace que el ala pueda generar un levantamiento para elevarse.

Otra manera de producir el máximo levantamiento es creando una especie de "ranuras". Los pájaros pueden mover las plumas en la punta de sus alas para producir estas ranuras.

La velocidad es lo más importante para generar levantamiento. Esta velocidad puede incrementarse, aumentando la velocidad del ala conforme avanza por el aire. Si esta velocidad se duplica, el pájaro obtiene un levantamiento cuatro veces mayor. Si un pájaro triplica su velocidad, obtendrá un levantamiento nueve veces mayor.  Es decir, el levantamiento del pájaro crece con el cuadrado de la velocidad con la que agite sus alas.

 

·   EL ARTE DE MANIOBRAR.

Los pájaros realizan diferentes maniobras, las cuales dependen de la inclinación de sus alas y su cola, del manejo de la altura de vuelo y de la velocidad.

Caída en picada: Es posible que el pájaro se aproxime a su blanco demasiado rápido. Si esto llega a ocurrir puede poner sus “hélices en reversa”. Cuando tuerce sus alas ligeramente, la presión del aire automáticamente dobla las puntas de las plumas primarias exteriores. Cuando las alas oscilan hacia adelante, las plumas empujan hacia arriba y contra el aire, en la dirección contraria a la normal. Esto funciona como otro freno cuando el movimiento es hacia adelante.

Baja velocidad:  La mayoría de pájaros no vuelan más rápido de lo necesario. Esto se debe a que subir en contra de la gravedad requiere de mucha energía. Además hay menos oxígeno para respirar y sostener a un pájaro muy arriba en el aire.

El ser capaces de moverse rápidamente en el aire es otro beneficio del que gozan muchos pájaros. Algunos pájaros realizan vueltas pronunciadas a alta velocidad. Otros vuelan en línea recta casi siempre.

Volteretas:  La diferencia en las vueltas está en el diseño de su cola. Como la cola es utilizada como un timón, las plumas son anchas y tiesas. Las plumas de la cola se abren y cierran como un abanico y se mueven para arriba y para abajo. También voltean hacia la izquierda o la derecha.

Los pájaros se inclinan al volar. Mantienen un ala más alta que la otra. Esta inclinación detiene la parte de abajo de la alas. Otra manera que utiliza un pájaro para voltear es aleteando con un ala más rápidamente que con la otra.

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