Hay alrededor de cien especies de aves capaces de una proeza doble, volar por el aire y perseguir a sus presas nadando bajo el agua, todo con las mismas alas. Frailecillos, colimbos y petreles pasan de un medio a otro con una naturalidad que a los ingenieros les cuesta reproducir y que hasta ahora se entendía a medias.
Para desentrañarla, un equipo del MIT y la Escuela Politécnica Federal de Lausana ha construido un robot que hace justo eso. Se sumerge, bucea aleteando y luego rompe la superficie para salir volando, imitando a esas aves buceadoras que viven a caballo entre dos mundos con propiedades físicas opuestas.
El reto no es menor, porque el agua es unas mil veces más densa que el aire, de modo que moverse en cada medio pide fuerzas y movimientos muy distintos. Estudiar eso en animales vivos es complicado y las simulaciones por ordenador se atascan, de ahí que un robot gobernado por la misma física resulte tan valioso.
El aparato pesa en torno a un cuarto de kilo y se parece a un ave, con un cuerpo central, dos alas flexibles de membrana y una cola orientable. Es impermeable, no lleva cables y monta toda su electrónica dentro, así que los investigadores ajustan sin hilos la frecuencia del aleteo y el ángulo de la cola para ver qué combinación funciona.
Sus alas van recubiertas de nanopartículas que repelen el agua y se pueden cambiar por otras de sesenta, ochenta o cien centímetros. Con ese juego de piezas, el equipo probó primero en un tanque y luego en el lago Lemán, en Suiza, y halló que las alas medianas eran el punto dulce, lo bastante flexibles para no frenarse bajo el agua y lo bastante firmes para sostener el vuelo.
Con esa configuración, el robot nadaba a casi un metro por segundo aleteando unas cinco veces por segundo y volaba a unos seis metros por segundo, cifras muy próximas a las de las aves que lo inspiraron. Para dar el salto al aire debía inclinarse a unos setenta grados, el ángulo justo para que las puntas de las alas no rozaran el agua al elevarse.
Lo que el robot enseña sobre las aves
La mayor sorpresa tuvo que ver con las patas. Muchas aves buceadoras necesitan remar en la superficie para impulsarse antes de despegar, y el equipo esperaba algo parecido en su máquina. Resultó que no hacía falta, el robot salía del agua y volaba solo con las alas, aunque a costa de bastante potencia.
Otro resultado matizó una vieja idea. Reducir el tamaño de las alas bajo el agua daba más velocidad, pero no ahorraba energía, lo que sugiere que las aves de alas pequeñas no las encogen para gastar menos, sino para ganar maniobrabilidad y cazar mejor. Conviene tomarlo con cautela, porque es una inferencia a partir de un robot, no una medida sobre animales vivos.
Como además volar cuesta menos energía que nadar, al robot le compensaba emerger y volar antes que recorrer largas distancias sumergido, un compromiso que quizá también pese en la vida real de estas aves. Más allá de la biología, el diseño apunta a una nueva familia de drones anfibios, capaces de lanzarse desde la costa, sobrevolar un iceberg o un grupo de ballenas, sumergirse a tomar una muestra y volver con los datos a una fracción del coste de un buque oceanográfico.
