La ciencia – 2.07

Hoy voy a hablar de los vórtices. La razón es que estoy estos días en un pueblo pesquero, rodeado de atunes, en el mar, (o al menos eso sospecho, dada la enorme cantidad de ellos que llegan a puerto en los barcos de pesca), y de gaviotas y vencejos, en el aire.
 

Hay muchas formas de nadar y de volar, pero todas implican el movimiento vortical del fluido en el que tienen lugar. Cuando un fluido se mueve, a poco que se mueva algo deprisa, en sus bordes se forman torbellinos, vórtices, fluido moviéndose girando sobre sí mismo. Las imágenes más familiares de los vórtices las vemos en los desagües de los fregaderos y de los lavabos, y en los huracanes. No vemos los vórtices más usuales, que ocurren en casi todos los movimientos del agua y del aire (aunque hay fluidos, como el aceite, a los que les cuesta más trabajo generar vórtices).

Miremos, si podemos, volar a un vencejo, uno de  esos pájaros negros que se desplazan a altas velocidades buscando mosquitos y plancton aéreo en los pueblos de España. Baten las alas con alta frecuencia, y esas alas acaban en puntas aguzadas. Desplacemos rápidamente un palo delgado dentro del agua. Detrás del palo vemos que al agua presenta zonas de movimiento circular o espiral: el movimiento del palo genera vórtices. De la misma manera las aguzadas alas de los vencejos generan constantemente vórtices en sus puntas, de manera que podemos pensar que el aire se mantiene como un anillo girando rápidamente alrededor de las puntas de las alas. Como escribía ayer, en la zona de avance del vórtice hay alta presión y en la zona contraria la hay baja. La diferencia de las presiones actuando sobre la superficie del ala empuja a ésta en la dirección correcta, hacia arriba si así está dispuesta el ala o hacia cualquier lado si así lo quiere el pájaro. El vencejo vuela colgado de los anillos de aire que el batir de sus alas genera constantemente alrededor de sus puntas.

No sé si han visto alguna vez un atún entero, o al  menos la cola de un atún. Si no, pueden encontrar todas las imágenes que quieran el la red. La cola del atún es exactamente igual a las alas del vencejo y la usa de la misma manera: Al mover la cola se generan vórtices de agua que empujan al atún en las direcciones que éste quiere. Los delfines nadan de la misma manera, solo que con la cola horizontal, y ahora añaden un fenómeno nuevo: Al moverse el delfín se generan pequeños vórtices junto a su piel. La piel del delfín está ajustada para crear pequeñas depresiones y bultitos de manera que se ajusta constantemente a los vórtices del agua, reduciendo de esa manera el rozamiento de la misma.

No solo usan vórtices los vencejos, aviones y golondrinas. Las aves más lentas del cielo, los buitres y las águilas utilizan los grandes vórtices que se forman cuando el aire calentado por el suelo asciende en la atmósfera. Ambos tipos de aves se deslizan constantemente hacia abajo sobre los vórtices, pero como éstos suben, el resultado es que se mantienen más o menos siempre a la misma altura, planeando mientras buscan la presa.

Ni águilas ni buitres mueven casi las alas. Pero los vencejos no paran de moverlas todo el día, y viajan miles de kilómetros batiéndolas. ?¿De donde sacan la energía? De nuevo tenemos aquí un caso de resonancia, similar a la que usan los insectos para mantenerse en vuelo moviendo las alas unos miles de veces por segundo. Cuando un columpio oscila, basta con suministrarle una pequeña cantidad de energía en cada oscilación para mantenerlo en movimiento. Las alas de los vencejos y las de los insectos oscilan de manera elástica y solo una pequeña cantidad de la energía que buscan frenéticamente en sus vuelos se emplea en mantener esa oscilación.

Podemos hacer ciencia mientras paseamos entre los puestos del mercado, cuando desayunando al  amanecer nos fijamos en lo que nos rodea y vuela sobre nuestras cabezas, si, andando por la montaña, nos fijamos en las aves del cielo, y en todas esas ocasiones nos preguntamos

¿Cómo? ¿Por qué?