Turbulência dá impulso aos pássaros

Ao combinar os dados da velocidade do vento com as acelerações medidas de uma águia dourada equipada com instrumentos de rastreamento GPS, os pesquisadores sugerem que, em vez de dificultar o voo, a turbulência é uma fonte de energia que os pássaros podem usar para seu voo.

Essa descoberta conflitante pode revisar o que sabemos sobre o vôo dos pássaros e ajudar a indústria aeroespacial a desenvolver maneiras mais rápidas e eficientes de voar em ambientes turbulentos.

O artigo “Turbulência explica as acelerações de uma águia em vôo natural”, publicado em PNAS. O autor principal foi o estudante de doutorado Kasey Laurent.

Embora o vôo dos pássaros possa parecer fácil e gracioso para os observadores no solo, os animais alados realmente navegam em um fluxo de ar estruturado, texturizado e em constante mudança, de acordo com Gregory Bewley, professor assistente na Escola de Engenharia Mecânica e Aeroespacial. de Sibley, que liderou a equipe.

Para tirar seus experimentos do laboratório e levá-los ao céu, a equipe de Bewley fez parceria com dois grupos: Conservation Science Global e Cellular Tracking Technologies. Cientistas dessas empresas capturaram uma águia-real fêmea no Alabama, equiparam-na com uma unidade de telemetria GPS solar com um acelerômetro que pesava menos de 3 onças e, em seguida, soltaram a ave.

Ao longo de 17 dias, enquanto a águia migrava para o norte ao longo dos Apalaches em direção ao Canadá, a “mochila” do GPS transmitia mais de 200 horas de dados, incluindo coordenadas de localização, altitude, velocidade de solo e aceleração triaxial, por meio de um telefone celular. redes.

Então, o laboratório de Bewley obteve dados de velocidade do vento dos bancos de dados de história meteorológica do National Center for Environmental Prediction e os mapeou para as medições de vôo da águia, identificando os vários comportamentos de vôo e não vôo do pássaro.

Eles encontraram um “padrão de flutuação muito irregular” nas acelerações da águia, que se assemelha às trajetórias típicas de partículas em fluxos de ar turbulentos. Em escalas de tempo que variam de 0,5 a 10 segundos, o que se traduz em aproximadamente 1 a 25 batidas de asas, as acelerações da águia e a turbulência atmosférica foram totalmente sincronizadas.

E quão intensas são essas acelerações? Como um ponto de comparação, as pessoas que viajam em um carro ou em um vôo comercial experimentam menos de 0,1 g, ou um fator da aceleração gravitacional da Terra. Enquanto isso, as acelerações dos pássaros ultrapassam 1g, o que jogaria aqueles passageiros humanos para fora de seus assentos.

Obviamente, os engenheiros aeronáuticos se esforçam para reduzir a turbulência o máximo possível, e nenhum passageiro ou piloto de avião deseja uma viagem acidentada. Mas Bewley acredita que há oportunidades para aproveitar a energia da turbulência, especialmente para transporte sem humanos e pequenas aeronaves de reconhecimento.

“Se você pudesse encontrar um caminho onde cada vórtice o empurrasse no caminho certo, então obviamente você chegaria lá um pouco mais rápido com um pouco menos de energia”, disse Bewley. “Ainda estamos trabalhando duro para entender a turbulência por si só. Acho fascinante que possa haver algum conhecimento prático empírico embutido na vida selvagem que ainda não apreciamos.”

A pesquisa foi parcialmente financiada por Friends of Talladega National Forest.

Fonte da história:

Materiais fornecido por Cornell University. Original escrito por David Nutt. Nota: o conteúdo pode ser editado quanto ao estilo e comprimento.