Las ardillas voladoras tienen membranas y cartílagos que les ayudan a cambiar las fuerzas de elevación y arrastre, lo que les permite planear más de 100 veces la longitud de su cuerpo.
Introducción
Varias horas antes de que salga el sol en un bosque de coníferas en Alaska, una ardilla voladora del norte (Glaucomys sabrinus) salta desde la rama de un árbol alto. Lanzándose hacia adelante, estira sus brazos y piernas lo más lejos posible, abriendo membranas como paracaídas entre ellos para atrapar el viento. Luego, la ardilla se desliza hacia un árbol a 100 metros (30 pies) de distancia, donde espera encontrar hongos para comer.
La capacidad de deslizarse ha evolucionado al menos seis veces por separado en los mamíferos, lo que sugiere que otorga a ciertas especies ventajas que pueden incluir el ahorro de energía al caminar y escalar, ampliar su rango de alimentación o evitar la exposición a los depredadores.
Glaucomys sabrinus ilustrado por Charles Dessalines D'Orbigny (1806-1876).
La estrategia
La capacidad de una ardilla voladora para deslizarse proviene de dos características anatómicas: membranas y cartílagos. Tiene dos conjuntos de membranas que se componen de piel y músculo. Una membrana se extiende entre cada muñeca y tobillo, formando aletas en forma de alas. Detrás de la muñeca hay piezas de cartílago que se doblan hacia arriba como las puntas de las alas de un avión para mejorar la estabilidad y minimizar la resistencia. Otra membrana se extiende desde cada tobillo hasta la cola.
Los cambios en la posición del cuerpo permiten que la ardilla altere las fuerzas aerodinámicas, como la elevación y el arrastre. Cuando los investigadores estudiaron la aerodinámica de las ardillas voladoras filmando y analizando sus deslizamientos en la naturaleza, descubrieron que las ardillas no se deslizaban en equilibrio, sino que cambiaban continuamente sus velocidades y fuerzas a lo largo de tres fases de "vuelo". Durante esas fases, el cuerpo de la ardilla se inclina hacia arriba y las fuerzas aerodinámicas netas giran de apuntar hacia adelante hacia arriba y luego hacia atrás. Esto corresponde a que su aceleración aumenta, alcanza su punto máximo y disminuye.
Video: deslizamiento de la ardilla voladora del norte
Los científicos llamaron a la primera fase una inmersión balística, caracterizada por la altura desde la que salta (su energía potencial), el impulso hacia adelante que gana al saltar y la aceleración que adquiere debido a la gravedad. Durante esta fase, tanto la sustentación como la resistencia son pequeñas.
Durante un planeo, el cuerpo de la ardilla se inclina hacia arriba y las fuerzas aerodinámicas netas giran de apuntar hacia adelante hacia arriba y luego hacia atrás.
Luego viene la fase de crucero, donde la ardilla despliega sus membranas y aumentan las fuerzas de sustentación y arrastre. En esta fase, el cuerpo de la ardilla comienza a inclinarse de la horizontal a la vertical (su cabeza sobre su cola). Al hacerlo, la sustentación aumenta más allá de la fuerza de la gravedad y la trayectoria de planeo de la ardilla se aplana. Ahora, en lugar de caer hacia abajo y deslizarse hacia adelante, simplemente se mueve horizontalmente hacia adelante.
En la fase final, la posición del cuerpo de la ardilla es casi vertical. La sustentación aumenta significativamente y la fuerza aerodinámica neta continúa girando hacia atrás, lo que desacelera a la ardilla lo suficiente como para que pueda aterrizar. Justo antes de aterrizar, la elevación es tan alta que su trayectoria de planeo se curva ligeramente hacia arriba y mueve a la ardilla a una posición completamente vertical antes de agarrarse al tronco del árbol.
Las posibilidades
Comprender cómo se deslizan mamíferos como la ardilla voladora del norte podría mejorar los diseños de trajes de paracaídas y paracaidismo, así como mejorar la aeronáutica de los aviones. Esto podría ayudar a mejorar la eficiencia y reducir las emisiones de gases de efecto invernadero en aviones que actualmente queman combustibles fósiles. En el futuro, los aviones eléctricos pueden necesitar la máxima eficiencia para ayudar a que las baterías duren el mayor tiempo posible.
