¿Te has preguntado alguna vez cómo las aves pueden planear con gracia durante largos períodos sin batir las alas? La respuesta reside en la temperatura, los patrones de viento y la forma en que el aire se mueve hacia arriba y hacia abajo en la atmósfera. Una coalición que incluye investigadores de la Universidad de Texas en El Paso está utilizando estos conocimientos sobre el vuelo de las aves para desarrollar sistemas de aeronaves no tripuladas (UAS), o tecnología de drones, que pueden ahorrar energía y volar de forma más eficiente.
El investigador John Bird, Ph.D., profesor adjunto de ingeniería aeroespacial y mecánica en UTEP y experto en la ciencia del vuelo a vela, es miembro de Albatross, un proyecto que recientemente recibió una subvención multimillonaria de la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa (DARPA). Bird explicó que DARPA suele financiar investigaciones que amplían las fronteras del conocimiento existente, lo que lleva al desarrollo de tecnologías como vehículos autónomos y robots que pueden utilizarse en labores de socorro en caso de desastre.
“Nos entusiasma la oportunidad de explorar la ciencia del vuelo a vela autónomo y desarrollar tecnología que podría reducir drásticamente la cantidad de energía que requieren los UAS”, afirmó.
Bird explicó que, “a medida que el Sol calienta la superficie de la Tierra, el calor se transfiere al aire y este se eleva; piense en un globo aerostático. Si un objeto, como un pájaro, se desliza hacia la superficie terrestre a una velocidad menor a la que el aire asciende, este lo mantiene en el aire. Al navegar entre bolsas de aire que descienden y bolsas de aire que ascienden, las aves pueden llegar a su destino sin batir las alas ni consumir energía valiosa”, explicó.
Drones para largas distancias
Bird añadió que el proyecto Albatross busca traducir la comprensión intuitiva de las aves de estos patrones de aire en una herramienta que los humanos puedan aplicar a los drones, especialmente a aquellos que vuelan distancias más largas. “Estos patrones de aire son pequeños, efímeros y aleatorios, y no serán detectados por un modelo meteorológico”, afirmó. “Entonces, ¿cómo se pueden incorporar todas estas incógnitas, incluyendo el potencial ahorro de energía, en un plan de vuelo fiable para una aeronave? Esa es la pregunta que intentamos responder”.
La coinvestigadora Afroza Shirin, Ph.D., profesora adjunta de ingeniería aeroespacial y mecánica, explicó que el vuelo a vela autónomo no es una idea nueva. Sin embargo, su posible aplicación a aeronaves no tripuladas que vuelan largas distancias sería revolucionaria y podría resultar en un ahorro energético sustancial gracias al uso del viento, una fuente natural de energía.
Añadió: “Al igual que las aves que planean en el aire ascendente, el vuelo a vela autónomo permite a las aeronaves no tripuladas extraer la máxima energía del viento, reduciendo el consumo de energía a bordo y ampliando su autonomía de vuelo”.
Albatross cuenta con investigadores de la Universidad Estatal de Misisipi y la Universidad Aeronáutica Embry-Riddle. El proyecto recibe su nombre de una gran ave marina que se encuentra principalmente cerca del Océano Antártico Sur y el Océano Pacífico Norte. “Los albatros son terribles batiendo las alas”, bromeó Bird. “De ahí la necesidad de encontrar otra forma de volar”.