Redbull para superhéroes

Dedicatoria: Para Mr. Forfy y todos sus lectores

Si un accidente en un laboratorio lleno de tubos de ensayo rebosantes de líquidos de todos los colores nos diese la oportunidad de adquirir un único superpoder y transformarnos en un superhéroe típico de los cómics, ¿cuál elegiríamos? Difícil elección, ¿no creéis? Unos optarían por la capacidad de desplazarse a velocidad prácticamente ilimitada, como Flash; otros se decantarían por la invisibilidad, como Susan Storm (la mujer invisible de los 4 Fantásticos), la elasticidad de los miembros de Mr. Fantástico, el sentido arácnido de Spiderman, etc, etc, etc. Pero quizá el superpoder más deseado fuese el de poder volar. Yo elegiría éste, sin duda alguna.

El don del vuelo no solamente ha sido empleado por los superhéroes para combatir el mal, sino que algunos supermalvados también le han sacado partido, como es el caso de Adrian Toomes, El Buitre, uno de los primeros enemigos a los que tuvo que enfrentarse Spiderman. Toomes era un brillante ingeniero electrónico que diseñó un arnés de gravitones electromagnético que le proporcionaba la capacidad de volar utilizando unas alas para poder maniobrar en el aire. Por otro lado (el del bien) podemos encontrar héroes alados como El Hombre Halcón y La Chica Halcón, habitantes del planeta Thanagar, donde se encuentra el metal Nth, responsable del mencionado superpoder; Ángel (o, posteriormente, Arcángel), otro de los miembros de la prolífica familia de los X-men y también los Hombres Halcón de Mongo, el planeta donde tiene lugar gran parte de la acción del cómic protagonizado por Flash Gordon. Entre los superhéroes capaces de volar, pero no dotados de plumas, se pueden encontrar al mismísimo Supermán, a Tormenta (también de los X-men) y a Johnny Storm, la Antorcha Humana. Todos ellos saben por propia experiencia lo que es desplazarse por el aire como las aves, desafiando las leyes más elementales de la Física. Para justificar sus capacidades sobrehumanas, los guionistas de la Marvel, DC, y otras han discurrido e inventado toda clase de artilugios y dispositivos o, simplemente, les han atribuido poderes mágicos. En este post, para evitar suspicacias por vuestra parte y no meterme en temas demasiado escabrosos, voy únicamente a centrarme en el vuelo con alas.

En el mundo real, el regido por las leyes de la Física conocida, prácticamente los únicos seres capaces de volar son las aves (pueden hacerlo también algún mamífero, como el murciélago y algún pez). Para lograr semejante proeza (desde el punto de vista humano), sus cuerpos están diseñados de una forma muy especial. Sus huesos son huecos y contienen cavidades provistas de sacos de aire, todo ello con la finalidad de disminuir el peso al máximo, así como servir de fuente extra de oxígeno a la hora de ser absorbido por la sangre y proporcionar un mayor rendimiento energético al animal. Los músculos de su cuerpo son muy poderosos para sí ser capaces de mover de forma eficaz las alas, los elementos principales encargados de hacerlos volar. Esto se consigue mediante la puesta en acción de cuatro fuerzas diferentes. En primer lugar, el empuje o propulsión, que es proporcionada por el aleteo (en el caso de un avión, esta fuerza se obtiene mediante los motores) y hace al ave desplazarse hacia adelante. La segunda fuerza es la fricción o arrastre producido por el aire y que se opone al empuje, dificultándolo. En tercer lugar, se encuentra el peso del cuerpo volador, que impide el despegue. Por último, la cuarta fuerza se denomina sustentación y siempre tiene una dirección perpendicular a la de la corriente fluida (el aire) con respecto al cuerpo. Cuando un avión se desplaza horizontalmente por la pista de despegue, la fuerza de sustentación tiene la dirección vertical ascendente, con lo cual es capaz de vencer al peso del propio avión y hacerle ascender.

Tradicionalmente, la explicación que se suele emplear para ilustrar el funcionamiento de las alas de un avión está basada en el principio de Bernoulli. Según este principio, el aire que circula por la parte superior de un ala, lo hace a una velocidad superior que el aire que circula por la parte inferior de la misma, con lo que este último ejerce una presión mayor, haciendo que el ala y, por tanto, el avión ascienda. Sin embargo, esta justificación puede inducir a error ya que, en ocasiones, los aviones pueden volar boca abajo. Si el principio de Bernoulli se volviese a aplicar, el avión debería descender cada vez más, llegando a estrellarse contra el suelo. Recientemente, he leído un artículo que parece haber acabado con semejante controversia (si lo queréis leer, podéis encontrarlo aquí, aunque se requiere suscripción).

Volviendo a la fuerza de sustentación, se puede demostrar que ésta depende de la densidad del aire, del área superficial de las alas, del cuadrado de la velocidad relativa del aire y del coeficiente de sustentación. A su vez, éste es función del llamado ángulo de ataque, que es el formado por el ala y la velocidad relativa del aire. A medida que aumenta el ángulo de ataque, también lo hace el coeficiente de sustentación, pero sólo hasta un cierto límite, a partir del cual vuelve a disminuir. Para que un avión o un ave o un superhéroe o un supervillano puedan volar utilizando sus alas, debe cumplirse necesariamente que la fuerza de sustentación supere al peso. Y esto quiere decir que cuanto más pesado sea el cuerpo volador, tanto más rápido debe ser capaz de correr antes de despegar o, alternativamente, tanto mayor área superficial deben poseer sus alas. Daos cuenta de que en la naturaleza, lo anterior se cumple a rajatabla, pues una de las aves voladoras más grandes que recorren nuestros cielos es el albatros, que posee una envergadura alar de hasta 3,5 metros, pesando tan sólo unos 10 kg. Con estas características físicas, les resulta prácticamente imposible levantar el vuelo corriendo horizontalmente, ya que no suelen ser capaces de alcanzar la velocidad mínima necesaria. Los marinos hacían uso de esta imposibilidad para evitar que escaparan una vez capturados, dejándolos vagar libremente por la cubierta del barco. Hagamos algunos números para comprobar que los superhéroes con alas lo tienen francamente difícil. Por ejemplo, para un ángulo de ataque de unos 4º, una persona que pesase unos 80 kg (con el arnés incluido) y fuese capaz de desplazarse a unos nada despreciables 36 km/h (velocidad a la que puede correr un velocista de 100 m lisos) necesitaría unas alas con un área superficial de algo más de 24 metros cuadrados (el salón de un piso medio de 80 metros cuadrados suele tener unos 18 metros cuadrados). Este problema también fue resuelto en el pasado por la Naturaleza, cuando enormes pterosaurios con envergaduras de hasta 18 metros en sus alas poblaban los firmamentos de nuestro planeta. Evidentemente, la única forma posible para ellos de iniciar el vuelo era dejándose caer desde acantilados. En el caso de una persona, además, los músculos del pecho deben ser capaces de mover las alas con la fuerza necesaria para alcanzar la velocidad anteriormente citada, ya que en caso contrario, la sustentación comenzaría a disminuir rápidamente y lo más probable sería un gran batacazo. El biólogo J.B.S. Haldane ha calculado que un hombre debería poseer un pecho de más de un metro de grosor con el fin de alojar los músculos necesarios. Mirando el problema desde el otro lado, podríamos suponer unas alas con una superficie razonable, digamos unos 2 metros cuadrados y determinar el coeficiente de sustentación necesario para poder elevarse. Éste resulta ser de 13. Si miráis en este enlace, veréis que difícilmente se superan, en la práctica, valores comprendidos entre 1-1,5. Las únicas posibilidades para soslayar la dificultad que se presenta consisten en o bien aumentar la velocidad de despegue o bien la densidad del fluido. Quizá en planetas como Mongo, el aire sea mucho más denso que en la Tierra, dotando a sus Hombres Halcón con una mayor fuerza de sustentación, aunque viendo la generosa “curva de la felicidad” en el abdomen del príncipe Vultan, quizá no sirva de nada.