El secreto del vuelo silencioso de los búhos se esconde en sus alas, según un estudio

Los búhos pueden volar silenciosamente por algunos de los lugares más serenos. Sus alas no hacen ruido, lo que les permite localizar con precisión a sus presas utilizando su excepcional capacidad auditiva sin ser detectados. Si bien muchos estudios han relacionado las microflecos de las alas de estas aves con su vuelo, los mecanismos exactos no estaban claros.

Es que esta capacidad única depende de muchos factores, advertían los expertos, y ha sido durante mucho tiempo un tema de investigación sin obtener conclusiones valederas. Los estudios han encontrado asociaciones entre la capacidad de volar silenciosamente y la presencia de microflecos en las alas de los búhos.

Ahora, un equipo de investigadores ha descubierto los efectos de estas microfranjas en el sonido y el rendimiento aerodinámico de las alas de los búhos mediante simulaciones computacionales de dinámica de fluidos. Sus hallazgos pueden inspirar diseños biomiméticos para el desarrollo de maquinaria de fluidos silenciosa.

Estas franjas del borde de fuga desempeñan un papel crucial en la supresión del ruido producido por el movimiento del aire inducido por los flaps del ala. Si bien muchos estudios las han evaluado utilizando placas planas y perfiles aerodinámicos, se desconocen sus mecanismos y efectos exactos sobre las interacciones de las plumas y las diferentes características de las alas de los búhos reales.

Para desentrañar los secretos de las alas silenciosas de los búhos, un equipo de especialistas de la Escuela de Graduados en Ciencias de la Universidad de Chiba en Japón, investigaron cómo las franjas influyen tanto en el sonido como en el rendimiento aerodinámico de las alas de búho.

Para los profesionales, comprender el papel preciso de los alerones naturales en su vuelo silencioso permitirá su método en el desarrollo de maquinaria de fluidos bajo la política de generar una práctica silenciosa. Los hallazgos del grupo de trabajo fueron publicados en la revista Bioinspiration & Biomimetics.

“A pesar de los esfuerzos de muchos investigadores, exactamente cómo los búhos logran un vuelo silencioso sigue siendo una pregunta abierta. Comprender el papel preciso de las franjas TE en su vuelo silencioso nos permitirá aplicarlas en el desarrollo de maquinaria de fluidos práctica y silenciosa”, indicó el profesor Hao Liu en un comunicado de prensa emitido por la universidad japonesa.

Y agregó: “Nuestros hallazgos demuestran el efecto de interacciones complejas entre las franjas TE y las diversas características del ala, destacando la validez del uso de estas franjas para reducir el ruido en aplicaciones prácticas como drones, turbinas eólicas, hélices e incluso automóviles voladores”

Para entender cómo funcionan los vuelos de un búho, el equipo construyó dos modelos tridimensionales de un ala del animal real, una con y otra sin flecos, pero ambas con todas sus características geométricas. Luego los especialistas utilizaron estos modelos para realizar simulaciones de flujo de fluidos que combinaron los métodos de simulaciones de grandes remolinos. Las simulaciones se realizaron a la velocidad del vuelo de aproximación de un búho real.

Las simulaciones revelaron que las franjas redujeron los niveles de ruido de las alas de los búhos, particularmente en ángulos de ataque altos, y mantuvieron un rendimiento aerodinámico comparable al de las alas del ave sin ellas. El equipo identificó dos mecanismos complementarios a través de los cuales las franjas influyen en el flujo de aire.

Primero, su presencia reduce las fluctuaciones en el flujo de aire al romper los vórtices del borde de salida. En segundo lugar, reducen las interacciones de flujo entre las plumas en las puntas de las alas, suprimiendo así la formación de vórtices en ellas. Sinérgicamente, estos mecanismos mejoran los efectos de las franjas, perfeccionando tanto la producción de fuerza aerodinámica como la reducción del ruido.

Al enfatizar la importancia de estos resultados, los profesionales sugirieron que sus hallazgos demuestran el efecto de interacciones complejas entre las franjas de las alas de las aves y las diversas características que poseen, destacando la validez del uso de ellas para reducir el ruido en aplicaciones prácticas como drones, turbinas eólicas, hélices e incluso futuros automóviles voladores.

En general, este estudio profundiza la comprensión del papel de las franjas en el vuelo silencioso de los búhos y puede inspirar diseños biomiméticos que podrían conducir al desarrollo de maquinaria de fluidos de baja contaminación sonora.

* El doctor Hao Liu es autor correspondiente, profesor de la Escuela de Graduados en Ingeniería, y dirige el Centro de Vehículos Aéreos Inteligentes de la Universidad de Chiba, Japón. La información contenida en este artículo periodístico se desprende de la investigación denominada “Las franjas del borde de salida permiten una sólida producción de fuerza aerodinámica y supresión de ruido en un modelo de ala de búho”, publicada en Bioinspiration & Biomimetics, de la que también son autores: Jiaxin Rong (primer autor), Yajun Jiang, Yuta Murayama, Ryoto Ishibashi y Masashi Murakami. Además, se utilizó el comunicado de prensa emitido por la Universidad de Chiba.