La bellezza e il mistero della natura spesso ci fanno riflettere sulla presenza della matematica. Un team internazionale di ricercatori ha recentemente scoperto formule precedentemente sconosciute dietro il raggruppamento degli uccelli, permettendoci di sfruttare l’ingegno della natura per scopi meccanici. Questo studio è di grande importanza poiché gli animali utilizzano i flussi, come quelli di aria o acqua, per risparmiare energia o ridurre la resistenza durante il movimento.
Leif Ristroph, professore associato presso l’Istituto Courant di Scienze Matematiche dell’Università di New York e autore principale dello studio, ha spiegato che il team si è concentrato sugli uccelli che si muovono in colonna, formazioni in cui i volatili si allineano direttamente dietro gli altri. Questo approccio ha permesso di studiare in dettaglio le dinamiche aerodinamiche coinvolte.
Il team ha scoperto che le interazioni aerodinamiche nei piccoli gruppi di uccelli aiutano ciascun membro a mantenere una posizione speciale rispetto al vicino di testa. Tuttavia, nei gruppi più grandi, si verifica un effetto che sposta i membri dalle posizioni ottimali, aumentando il rischio di collisioni. Questa osservazione è stata confermata attraverso l’uso di ali meccaniche replica mosse attraverso l’acqua per modellare il flusso d’aria intorno agli uccelli in volo.
Il punto di rottura è stato individuato intorno a quattro uccelli: al di sotto di questa soglia, le interazioni aerodinamiche favoriscono il mantenimento della formazione, mentre al di sopra si verificano spostamenti e collisioni. Ogni uccello è influenzato da quello davanti, ma non ha alcun effetto reciproco sul predecessore, generando onde denominate “flonons” che si accumulano lungo la colonna.
Questo studio non solo fornisce interessanti spunti sulla dinamica dei gruppi di uccelli, ma ha anche implicazioni pratiche. Ad esempio, potrebbe essere utile nel campo del trasporto per la propulsione efficiente attraverso aria o acqua, e nell’energia per la raccolta più efficace da fonti come il vento o le correnti d’acqua.
Le scoperte del team, pubblicate su Nature Communications, aprono interessanti connessioni con la fisica dei materiali. Gli uccelli in formazione sono paragonabili agli atomi in un cristallo regolare, suggerendo possibili applicazioni pratiche in diversi settori.
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