Biónica: de la ballena al helicóptero

Las yubartas o gubartes, también conocidas como ballenas jorobadas, pueden crecer hasta alcanzar los quince metros de longitud y un peso de treinta toneladas. Para que el agua les ofrezca la menor resistencia posible cuando se desplazan, el cuerpo de estos animales ha evolucionado hasta adquirir una forma hidrodinámica. Aunque las aletas pectorales parecen restarle elegancia a las líneas de su anatomía, debido a las abolladuras que presentan en el borde frontal, éstas cumplen una función importante.

Los investigadores del Centro Alemán para la Aviación y la Investigación Espacial (DLR), con sede en Colonia, no sólo detectaron su utilidad para las yubartas, sino también para los diseñadores de helicópteros. Las ballenas jorobadas nadan lentamente en los mares, mientras que los helicópteros surcan el aire a gran velocidad; pero ambos tienen un problema similar: la abrupta interrupción de la corriente. Esta tiene lugar cuando una ballena tuerce sus aletas o un helicóptero inclina sus aspas de una manera demasiado pronunciada.

Es entonces cuando la corriente se disipa en el reverso de la aleta o del aspa, se producen fuertes torbellinos y el impulso esperado de la aleta o el aspa se pierde. En el caso de los helicópteros, su desplazamiento se ralentiza sobre todo cuando las aspas giran en dirección contraria a la del viento. Los encargados de optimizar la forma de estas aeronaves han hallado soluciones mecánicas para esos problemas, pero algunos retos siguen sin resolver. “Si la pieza oscilante se vence y se rompe, las aspas no se pueden dirigir”, señala Kai Richter.

Richter, diseñador de helicópteros en el DLR, explica que la ballena jorobada resolvió el problema de la interrupción de la corriente: las abolladuras en sus aletas pectorales generan diminutos torbellinos que ayudan a que la corriente se mantenga cerca de las aletas. Eso minimiza la ruptura de la corriente y le da la libertad a la ballena de torcer sus aletas de manera pronunciada para maniobrar mejor sus movimientos, sin perder impulso.

La naturaleza como inspiración

Hace varios años, científicos estadounidenses comprobaron las virtudes de un modelo con la forma de una aleta de yubarta; pero no en el agua, sino exponiéndolo a intensas corrientes de aire en un túnel aerodinámico. Fue aquella prueba la que llevó a Holger Mai, director del departamento de Experimentos Aeroelásticos de DLR, a aplicar los principios de la aleta de yubarta a las aspas de un helicóptero.

Intentando reproducir las abolladuras que se ven en esas aletas, los investigadores concibieron cilindros de goma de 7 milímetros de diámetro por 1 milímetro de altura y luego las adhirieron a los cantos de las aspas de un helicóptero para ponerlas a prueba. Los resultados todavía no han sido validados científicamente, pero el piloto que voló la aeronave aseguró que había sentido un cambio en la manera de volar del helicóptero.

Pueden pasar años hasta que se compruebe la exitosa aplicabilidad de las abolladuras de ballena en las aspas de los helicópteros. Mientras tanto, Kai Richter mantiene sus ojos abiertos para seguir hallando posibles aplicaciones mecánicas para las maravillas que ofrece la naturaleza.

Autores: Fabian Schmidt / Evan Romero-Castillo
Editor: José Ospina Valencia