Una de las escenas más fascinantes de la naturaleza es contemplar la increíble diversidad de seres vivos que vuelan en el cielo como si se deslizaran. A lo largo de la historia, la humanidad ha estado fascinada por el vuelo de las aves. ¿Hay un espectáculo más majestuoso que el águila volando por encima de nosotros en el cielo? Desde la antigüedad, la imaginación y los sueños de los hombres han recurrido al cielo, y hemos anhelado volar tan libremente como las aves.
Es extraordinario que existan más de 10 000 especies de aves, sin embargo, no solo las aves en la naturaleza pueden volar. También vemos cientos de insectos voladores, a los murciélagos que son mamíferos voladores, y hay reptiles y peces que se deslizan. Los moluscos no son la excepción. Incluso existe el calamar de Humboldt, que salta fuera del agua, como un pez volador, y se impulsa con chorros de agua, mientras está en el aire. Esto sería un espectáculo aterrador, pero es potencialmente probable que el calamar escape de un depredador.
Para entender completamente el vuelo, debemos estudiar la aerodinámica, la aeroelasticidad, la tensión1 y la estabilidad de pandeo2 en estructuras ligeras, la transferencia de la propulsión y la energía, y la teoría del sistema de control. Si aplicamos la ingeniería moderna al estudio del vuelo, nos maravillaremos con las habilidades de vuelo de las aves, insectos y mamíferos que observamos en la naturaleza.
- 1) La tensión es la fuerza interna que se resiste al cambio de forma cuando se aplica una fuerza externa tal como la compresión o torsión.
- 2) El pandeo es un fenómeno de inestabilidad elástica, que se manifiesta con un modo de fallo. Se caracteriza por una repentina deformación transversal de un elemento estructural sometido a una alta tensión de compresión.
De hecho, gran parte de la tecnología avanzada de hoy en día ha resultado del gran deseo de la humanidad de volar. Los primeros intentos de construir máquinas voladoras eran burdos intentos de copiar lo que los hombres observaban en la naturaleza. A principios del siglo XX, los conocimientos básicos de los motores, materiales y la teoría del vuelo se habían desarrollado lo suficiente como para permitir el primer avión autopropulsado. Aunque podría parecer que actualmente, después de más de un siglo de desarrollo intensivo en todo el mundo, nuestras aeronaves están más avanzadas que la naturaleza, nos damos cuenta de que este no es el caso.
Una de las escenas más maravillosas de la naturaleza es ver el extraordinario vuelo y lanzamiento del colibrí de flor en flor para sorber pequeñas gotas de néctar. Hoy en día, utilizando fotografías de alta velocidad, podemos ver el movimiento de las alas del colibrí que aletea 50, 60 o hasta 80 veces por segundo, tan rápido que se crea un zumbido. El colibrí en vuelo tiene el metabolismo más alto de todos los animales. Su ritmo cardíaco puede llegar a 1260 latidos por minuto y su respiración puede ser tan alta como 250 respiraciones por minuto. Para sostener su metabolismo, el colibrí debe consumir su peso en néctar cada día, y almacenar lo suficiente para sobrevivir hasta el día siguiente. En otras palabras, cada colibrí vive a pocas horas de la inanición.
Cada aspecto de la vida del colibrí es una maravilla. Recientemente, un profesor de la Universidad de Stanford comparó el rendimiento del ala del colibrí a las cuchillas de un helicóptero en miniatura autónomo. Usó el microhelicóptero más sofisticado disponible, aproximadamente del tamaño de un colibrí. El investigador hizo girar las alas de doce especies de colibrí en un aparato diseñado para probar la aerodinámica de las hélices de los helicópteros. Las cámaras registraron el flujo de aire alrededor de las alas, y sensibles células de carga midieron la propulsión3 y la resistencia4 de las alas a diferentes velocidades y ángulos. Incluso girando como un helicóptero, en lugar de aletear, las alas del colibrí sobresalieron. Una de las especies —el colibrí de Ana— fue un 27 % más eficiente que las cuchillas de un microhelicóptero de alta ingeniería.
- 3) La propulsión es la fuerza que actúa como un ángulo recto a la dirección del movimiento a través del aire. La fuerza de elevación ejercida sobre las alas permite que el avión vuele.
- 4) La resistencia es la fuerza que actúa en sentido contrario a la dirección del movimiento.
Al ver el vídeo de alta velocidad del desplazamiento del colibrí, podemos percibir la perfección de su habilidad de control de vuelo. Aunque las alas están batiéndose a una velocidad increíble, la cabeza del colibrí permanece inmutable, permitiéndole sorber el néctar de las flores lo más rápido posible. Los colibríes pueden incluso volar hacia atrás. Un equipo de ingenieros aeroespaciales, que trabaja desde hace años, no puede diseñar un sistema de control de vuelo para igualar al asombroso y pequeño colibrí.
Muchas aves deben migrar cada año para sobrevivir al cambio de las estaciones. La migración de las aves pone de manifiesto la optimización del diseño y de la integración del sistema que solo se puede encontrar en la naturaleza.
Todo el que haya visto migrando una bandada de gansos canadienses, ha apreciado su característica forma de “V”. Este modelo permite a la bandada gastar un 70 % menos de energía durante una larga migración. Mientras que cada ganso, individualmente, es un volador experto, sus habilidades deben ser mayores para tomar ventaja de la formación de V. Cuando el ave de la parte delantera bate sus alas, surge un vórtice de movimiento descendente de aire desde las puntas de sus alas. Sin embargo, en la región adyacente hay un movimiento ascendente de aire detrás del ave líder. Posicionándose de manera óptima detrás del ave líder, y adaptando su aleteo a la mejor ubicación relativa a ella, las aves que la siguen utilizan mucha menos energía. El ave líder naturalmente se agotará más rápidamente, por lo que se cambia la posición de liderazgo para compartir equitativamente la carga en toda la bandada.
Los observadores de aves han sabido por mucho tiempo que una pequeña ave canora del bosque boreal conocida como la reinita estriada, sale de Nueva Inglaterra en los Estados Unidos y del este de Canadá cada otoño, y migra a Venezuela y Colombia en Sudamérica. Sin embargo, la ruta de migración era desconocida. Se observó la aparición de reinitas estriadas en Puerto Rico, Cuba y las Antillas Mayores durante su migración. Sin embargo, parecía imposible que pudieran volar directamente sobre el Océano Atlántico, porque la distancia era muy grande. Las reinitas estriadas no podrían comer ni beber durante el vuelo, ni aterrizar. Bajar al océano supondría la muerte.
Un equipo de investigación dirigido por Bill DeLuca de la Universidad de Massachusetts, finalmente fue capaz de responder este misterio. DeLuca y su equipo sujetaron diminutas “mochilas” geolocalizadoras, que pesaban solo 0,5 g, a las reinitas estriadas. Después de una temporada completa, se recuperaron varias de las aves y se analizaron los geolocalizadores. Los datos dieron prueba de que las diminutas reinitas estriadas completan un vuelo sin escalas sobre el Atlántico, recorriendo una distancia de 2300 a 2800 km en tan solo dos o tres días. Según DeLuca, este es uno de los vuelos transoceánicos sin escalas más largos que se hayan registrado para un ave canora, y finalmente confirma lo que durante mucho tiempo se creía que era una de las hazañas migratorias más extraordinarias del planeta, una hazaña que está “al borde de lo imposible”.
La migración de larga distancia de las aves como la reinita estriada, requiere un equilibrio preciso entre el metabolismo y la aerodinámica del ave. Cada especie de ave tiene una velocidad óptima a la que puede volar. Volar despacio requiere una gran cantidad de energía, al igual que volar a una velocidad máxima. Para sobrevivir a la extraordinaria migración de más de 2300 km, cada una de las reinitas estriadas debe volar a la velocidad óptima para la conservación de la energía. Si una reinita estriada vuela utilizando 1 % más de energía, podría caer en el océano 23 km antes de llegar a la isla que le sirve de parada de descanso, y perecer. Además, todas las aves que migran tienen la capacidad de navegar. De alguna manera las aves en su primera migración pueden encontrar su morada de invierno, pese a que nunca antes estuvieron allí. Esto aún no ha sido plenamente comprendido por la ciencia.
La notable combinación del metabolismo, la forma, la coordinación y los sentidos hace de cada ave, cada insecto volador y cada murciélago un testimonio del poder creador de Dios. Todos los aspectos de cada una de estas miles de criaturas voladoras, debe ser el adecuado. El resultado de ser solo un poco inferior a lo óptimo, en cada característica, no es otro que la muerte. Únicamente Dios puede dotar a diversas formas de vida de la capacidad de volar. Si nos deleitamos observando la increíble danza del colibrí, o nos exasperamos agitando las manos inútilmente ante el ágil vuelo y el balanceo de un mosquito, debemos estremecernos ante la creación de Dios.
A través del milagro de miles de aves, insectos y mamíferos que pueden volar, podemos darnos cuenta de que cada criatura en la tierra, sea majestuosa o común, está diseñada perfectamente para su lugar designado en la naturaleza. Solamente Dios tiene la capacidad de diseñar todo a la perfección. Por lo tanto, debemos creer que Dios existe, y seguir el plan de Dios para nosotros.
El ave migratoria es perfecta para su lugar en la naturaleza, pero no debe desviarse del camino que Dios le ha destinado. Debe seguir la providencia perfecta de la salvación de Dios a fin de llegar a su destino. De la misma manera, si no nos desviamos del plan de Dios para nosotros, llegaremos al destino de nuestro viaje, el reino de los cielos.