Si Guido Kaczka le pidiera a un participante de Los 8 escalones que adivinara qué es un “vehículo aéreo no tripulado” ´probablemente respondería “dron” y estaría en lo cierto; pero si dijera “murciélago” también debería subir un escalón.
Al menos éste fue el espíritu del más reciente logro de la ciencia argentina, que estudia todos los pormenores del mecanismo que le permite a los murciélagos (que son mamíferos, no aves) no sólo volar a secas sino desarrollar uno de los sistemas aerodinámicos más sofisticados que existen en el reino animal. Pero ¿para qué?
Para que los drones del futuro puedan perfeccionarse y llegar a su máxima destreza de vuelo no tripulado, imitándolos.
Un científico del CONICET, formado en la Universidad Nacional de Tucumán, y con un posdoctorado en el Museo Americano de Historia Natural (Nueva York) lideró el equipo de trabajo de investigadores que estudian el pasado evolutivo de los muricélagos (quirópteros) primitivos para mejorar su tecnología.
Norberto Giannini, de él se trata, es noticia en el mundo científico al haber liderado el paper que se publicó hace unos días en el prestigioso órgano difusor de avances científicos internacionales, Communications Biology, que pertenece al grupo Nature.
Los VANT, sigla que proviene del inglés “unmanned aerial vehicle”, más comúnmente conocidos como drones, son cada día una herramienta tecnológica de mayores aplicaciones, desde la localización o los salvatajes en zonas inaccesibles hasta la industria bélica. Tenerlos como modelo de destreza aérea es el nuevo objetivo de la ingeniería aeronáutica.
Drones actuales
“Los drones, como los pequeños aparatos que están en Marte, son muy toscos todavía”, explica Giannini, doctor en Ciencias Biológicas e investigador principal de CONICET en la Unidad Ejecutora Lillo, quien dirigió un equipo internacional de científicos abocados a develar cómo comenzaron a volar los murciélagos en la prehistoria, una incógnita que hasta ahora no había encontrado una explicación y que a partir de ahora podría abrir la puerta al desarrollo de drones y máquinas mucho más sofisticadas que las hasta ahora conocidas.
Le robaron la pileta y con un dron detectó que el vecino la instalaba en su terreno
Aunque la pandemia los dejó muy mal parados y no resulten agradables al común de la gente, los murciélagos son el modelo perfecto de la aerodinamia. Son los únicos mamíferos voladores y proveen uno de los tres ejemplos que ofrece la naturaleza en materia de evolución del vuelo propulsado.
“Pterosaurios, aves y murciélagos son los únicos vertebrados con la capacidad de vuelo propulsado, es decir batido con alas -explica Giannini en una publicación de CONICET- y comparados con los insectos, son mucho más grandes. Pero los murciélagos actuales tienen un vuelo muy sofisticado, porque su aparato alar está muy evolucionado y tienen muchísimos detalles de funcionamiento. Nosotros buscamos el murciélago fósil más antiguo que se descubrió, para ver cómo fue que se inició en el vuelo. Cómo fue que hizo esa primera transición del planeo al vuelo”.
En El origen de las especies (1859), Charles Darwin había postulado teóricamente que los murciélagos habían pasado de planear a volar en el aire. Hoy se sabe que esto tal vez se produjo gracias a mutaciones de la mano que la convirtieron en palma y alargada, de modo tal que se integró en un bauplan (plan de construcción) de planeador preexistente.
El equipo del Dr. Norberto Giannini logró por primera vez comprobar esa teoría conjugando tres avances científicos:
- tener un modelo computacional lo suficientemente apto para simular el vuelo de los murciélagos primitivos;
- contar con el fósil de murciélagos más antiguo del que se tenga registro: Onychonycteris finneyi, que vivió hace 52 millones de años, en el Eoceno temprano. Sólo existen dos fósiles, hallados en 2008 y conservados en Canadá y Nueva York;
- emular la atmósfera de esa época, mucho más densa que la actual, con el fin de establecer los mecanismos implicados en la evolución del vuelo propulsado en los mamíferos en el medio en que les tocó vivir.
“Aves y mamíferos vuelan aleteando, moviendo sus alas se propulsan en el aire. En contraste a otras especies que hacen planeo, como la ardilla voladora, los murciélagos utilizan su fuerza muscular y sus alas. Esa transición es biomecánicamente muy demandante, es difícil”, explica Giannini.
El murciélago desarrollo su vuelo con uno de los sistemas aerodinámicos más sofisticados del reino animal"
“Los desafíos en el medio aéreo para volar son muchos desde el punto de vista biomecánico. El animal tiene que superar la gravedad, los riesgos de chocar, caerse. Además, el aire es un fluido poco denso comparado con el agua, entonces es difícil usarlo para desplazarse. Volar significa pasarle energía al aire en una forma específica. Lo mismo pasa con un pez que está aleteando dentro del agua, pero el medio fluido es más fácil de operar desde el punto de vista de la fuerza que el animal puede ejercer sobre el medio. La aleta de un pez puede ser muy chiquita, mientras que el ala de un mamífero comparativamente es muy grande. Se necesita una estructura anatómica muy grande. Llegar evolutivamente a ese punto es muy difícil. Es uno de los problemas que se planteó Darwin, que hablaba de lo dificultoso de esa transición, y que logramos comprobar. Nosotros mostramos que el murciélago fósil clave, Onychonycteris finneyi, era capaz de planear y aletear. Una característica que respalda la actual hipótesis del planeo sobre los orígenes del vuelo de los mamíferos por motivos aerodinámicos”, abunda Giannini.
“Se puede apuntar a una validación de la teoría darwiniana de que el origen del vuelo era desde un planeador hacia un volador”, agrega el científico. “Eso significa que resultan debilitadas otras teorías, que postulaban que el origen del vuelo en murciélagos podría ser desde el suelo, que postula que los animales corrían rápido hasta adquirir velocidad y eventualmente elevarse y volar como se acepta hoy para aves.
En 'El origen de las especies', Darwin se preguntaba teóricamente si los murciélagos habían pasado de planear a volar en el aire"
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“En murciélagos esto es muy poco probable, porque sus miembros son estructuralmente distintos y no pueden correr. Se necesita que el aire circule por las alas. Las alas son las que hacen esa diferencia de presión que produce la sustentación. La energía para mover las alas se origina en los propios músculos batiendo el aire. El aire pasa a través de las alas y ahí se produce la sustentación, la fuerza aerodinámica que lo mantiene en ese vuelo nivelado. Demostramos que la fuerza muscular estimada para el fósil es suficiente para esa anatomía, tanto en condiciones normales como hiperdensas. Y también puede planear, eso es lo que une a los dos sistemas”, dice Giannini.
A través de sus inferencias, los científicos también observaron que “la transición del planeo al vuelo incluso podría haber ocurrido antes. Si bien descubrimos que en una atmósfera hiperdensa ya podían sustentar el vuelo, se puede ver que la transición habría ocurrido en una estructura aún más primitiva de la que estamos observando en el fósil. Es decir que anteriormente a este fósil podría haber venido un animal planeador, más primitivo, que transicionó al vuelo”, comparte el Dr. Giannini.
¿Qué continuará, entonces? “Lo que ahora queremos es poner a prueba estos resultados con una versión robótica real, no de modelo computacional. Queremos comprobar en la realidad física esto que vimos teóricamente”, anticipa el científico. Y seguramente habrá más novedades.
MM / ED
