Develan mecanismos que permiten a búhos volar de forma silenciosa

Científicos japoneses desentrañaron mediante simulaciones numéricas los mecanismos aeroacústicos que permiten a los búhos volar de manera silenciosa.

Esas aves producen un ruido insignificante mientras vuelan. Si bien muchos estudios han relacionado las microflecos de las alas con esa característica, los mecanismos exactos no estaban claros. Ahora, un equipo de investigadores descubrió los efectos de estos microflecos en el sonido y el rendimiento aerodinámico de esos apéndices pares mediante simulaciones computacionales de dinámica de fluidos.

Los hallazgos pueden inspirar diseños biomiméticos para el desarrollo de maquinaria de fluidos silenciosa.

Los búhos son criaturas fascinantes que pueden volar silenciosamente por algunos de los lugares más tranquilos. Sus alas no hacen ruido, lo que les permite localizar con precisión a sus presas utilizando su excepcional capacidad auditiva sin ser detectados. Esta capacidad única depende de muchos factores y ha sido durante mucho tiempo un tema de investigación candente.

Los estudios han encontrado asociaciones entre la capacidad de volar silenciosamente y la presencia de microflecos en las alas de los búhos.

Los flecos del borde de fuga desempeñan un papel crucial en la supresión del ruido producido por el movimiento del aire inducido por las solapas de esas extremidades.

Si bien muchos estudios los 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 esa capacidad, un equipo de la Universidad de Chiba, liderado por el profesor Hao Liu, investigó cómo los flecos mencionados influyen tanto en el sonido como en el rendimiento aerodinámico de las alas de esta ave.

Cuando se le preguntó sobre la motivación detrás de su estudio, en un comunicado Liu señaló: “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 los flecos del borde de fuga nos permitirá aplicar el mecanismo en el desarrollo de maquinaria de fluidos práctica y silenciosa”. Los hallazgos fueron publicados en la revista Bioinspiration & Biomimetics.

Para entender cómo funcionan las alas de esta ave, el equipo construyó dos modelos tridimensionales de una ala de la especie real (uno con esos flecos y el otro sin ellos) con todas sus características geométricas. Los usó para hacer simulaciones de flujo de fluidos que combinaron los métodos de recreación de grandes remolinos y la analogía de Ffowcs-Williams-Hawkings. Las simulaciones se efectuaron a la velocidad del vuelo de aproximación.

El experimento reveló que los flecos redujeron los niveles de ruido de las alas de estas aves, en particular en ángulos de ataque altos, y mantuvieron un rendimiento aerodinámico comparable al de las alas de búho sin franjas.

El equipo identificó dos mecanismos complementarios a través de los cuales los flecos influyen en el flujo de aire. Primero, reducen las fluctuaciones en el flujo de aire al romper los vórtices del borde de salida. En segundo lugar, disminuyen las interacciones de flujo entre las plumas en las puntas de las alas, suprimiendo así la formación de vórtices en esas partes. Sinérgicamente, estos mecanismos aumentan los efectos de los flecos, mejorando tanto la producción de fuerza aerodinámica como la reducción del ruido.

Edición: Emilio Gómez