storia del volo (parte 1)

Scritto dall’architetto Piero Camillo Tucci

“I numeri dimostrano che un oggetto più pesante dell’aria non può volare.” Simon Neweornbfi

I discendenti degli pterosauri

Gli insuperabili maestri nell’arte della locomozione aerea sono gli uccelli, anche se il primo volo venne compiuto, centocinquantamilioni di anni fa, da un rettile dall’aspetto singolare. In picchiata verso la preda a trecento chilometri all’ora.

Anche se i veri “inventori” del volo furono gli pterosauri, rettili volanti dall’aspetto singolare (per non dire mostruoso) vissuti ben centocinquanta milioni di anni fa, gli insuperabili maestri nell’arte della locomozione aerea sono gli uccelli.

La perfezione e la varietà del loro volo sono state da sempre invidiate e imitate dall’uomo. Il quale, dopo secoli e secoli di studi, progetti e teorie, tra i quali sicuramente i più fantastici sono quelli elaborati da Leonardo da Vinci, è riuscito a creare, sì, delle macchine volanti dalle prestazioni sorprendenti, ma che sono ancora lontane dalla complessa raffinatezza e versatilità che caratterizza il volo dei pennuti.

Innanzitutto, il tipo di volo di ogni specie di uccello è determinato dalla forma e dalle dimensioni delle ali e del corpo. Sia la muscolatura sia lo scheletro si sono modificati e la struttura in generale è diventata nel corso dell’evoluzione il più possibile aerodinamica. Gli arti anteriori, trasformati in ali grazie alla perdita e alla fusione di alcune ossa, sono estremamente delicati e sono rinforzati nei punti di maggiore sforzo. I muscoli pettorali minori e maggiori vengono, nel battito dell’ala, azionati ritmicamente.

Se si esamina la sezione di un’ala di un qualsiasi uccello volatore, si noterà che la superficie superiore è convessa mentre quella inferiore è concava. Questa particolare forma consente all’aria che si muove più rapidamente sulla superficie superiore di creare una tale depressione sotto l’ala da fornire il sostentamento necessario all’animale per rimanere sospeso.

Un’altra caratteristica strutturale degli uccelli è quella di avere ossa pneumatiche, vale a dire ossa nelle quali si insinuano dei diverticoli polmonari ecriferi; ciò conferisce ai volatili una maggiore leggerezza facilitandone il volo.

In molte specie, come nelle cicogne e nei fenicotteri, le lunghissime gambe e il collo snodato vengono usati astutamente come bilanciere. Anche il grado di angolazione dello spiegamento delle ali viene dosato con finezza al fine di ottenere innumerevoli variazioni.

Inutile dire che elementi determinanti per il volo sono le penne timoniere (coda) e remiganti (ali).

La varietà di ali è sorprendente; esistono ali per così dire da corsa, lunghe e appuntite, e ali corte e larghe, che invece consentono rapidi cambiamenti di direzione. L’apertura alare più ridotta, di soli 2.5 centimetri, è quella del colibrì, mentre la massima è quella dell’albatro urlatore e del marabù indiano, che raggiunge i 3.5 metri.

Una specie di colibrì, l ‘Heliactin cornuta, detiene anche il primato nella frequenza del battito d’ali: 90 al secondo. Ma non tutti gli uccelli devono compiere un simile, frenetico sforzo per spostarsi. Il cigno reale, a esempio, dà in media 2.7 battiti al secondo. Alcuni uccelli riescono a veleggiare, sfruttando le varie correnti ascendenti per ore e ore senza battere una sola volta le ali. Il volo, a seconda della conformazione alare, può essere di tipo battuto (piccione), planato (sterna) o vibrato (colibrì). I falconiformi hanno nmesso a punto” anche un volo di strategia per individuare la preda prima di lanciarsi in picchiata a 300 chilometri all’ora (alla stregua di Stukas ante litteram con le penne). si tratta della cosiddetta posizione a spirito santo, in cui l’uccello rimane immobile nell’aria muovendo velocemente le ali.

Ma se in aria tutto è spettacolarmente facile, le fasi di decollo e di atterraggio presentano, virata si abbassano sul livello del mare, dove il vento è meno forte, e procedono in senso contrario alla corrente.

Come si è detto, una volta alzati, gli uccelli soprattutto per gli uccelli di dimensioni maggiori, si trovano nella loro dimensione ideale e danno qualche problema tecnico. L’ideale sarebbe potersi sempre tuffare nel vuoto dall’alto, ma alcune specie pesanti, come le oche selvatiche e le folaghe, sono costrette a pedalare sull’acqua prima di potersi alzare. In questi casi, le ali devono fare uno sforzo notevole per dare la spinta ascensionale.

Durante l’atterraggio, il volo si fa più lento e l’inclinazione del corpo diventa più verticale. L’uccello apre a questo punto le ali e la coda per aumentare la portanza e di conseguenza per frenare meglio.

Alcune specie sono capaci di volare contro vento; gli albatro, a esempio, sfruttano dapprima il vento in poppa, favorevole, poi con una rapida prova di una resistenza e abilità senza pari. I piccoli trampolieri viaggiano a una velocità di 70 chilometri orari, mentre anitre e oche raggiungono i 9o. Gran parte degli spostamenti avvengono intorno ai mille metri di quota, ma non mancano esempi clamorosi: qualche anno fa sono state avvistate da un aereo alcune oche indiane mentre valicavano la catena dell’Himalaya a una quota di 14.000 metri.

Studi ornitologici sulle migrazioni durati diversi anni hanno rivelato altri dati sorprendenti. La sterna artica parte dalla penisola di Kola (URSS) e raggiunge l’Australia coprendo all’incirca una distanza di 20.000 chilometri. Alcuni esemplari di cicogna inanellati sono stati eseguiti durante il loro viaggio dall’Olanda verso sud-ovest e si è potuto scoprire che, sfruttando le correnti ascendenti, planavano sullo stretto di Gibilterra ininterrottamente per sedici Km.

Le oche delle nevi lasciano invece la Baia di James (Quebec, canada) per svernare nella Louisiana, 2.800 chilometri a sud. Le oche cenerine, dal canto loro, partono dai laghi della Siberia e dopo aver scavalcato l’Himalaya, atterrano nella valle del Gange.

Alcuni uccelli, come per l’appunto le oche selvatiche, adottano in volo la formazione a V. Il motivo è fantastico nella sua evidenza: a parte il capofila, che viene sostituito di tanto in tanto, ogni individuo dello stormo si appoggia, con l’ala interna alla V, ai vortici di corrente ascendente creati dal soggetto che lo precede. Il posto viene poi scambiato per far riposare anche l’ala esterna.

Attualmente si conoscono, più o meno, il motivo, la durata e la rotta delle migrazioni di moltissime specie, ma si sa ancora poco sul raffinato sistema di orientamento chiamato in gergo scientifico “homing”. Dai risultati degli studi più recenti sembra che gli uccelli stabiliscano la rotta sia sfruttando le forze magnetico-gravitazionali, sia tenendo conto della posizione del Sole e delle stelle.

Un altro mistero è rappresentato dalle riserve energetiche che alcune specie devono accumulare prima della partenza per poter sopravvivere a lunghe migrazioni con passaggi su oceani e deserti.

Dopo aver molto sinteticamente sorvolato, tanto per essere in tema, alcuni tra gli aspetti più sorprendenti del mondo degli uccelli si può concludere citando l’unico mammifero che sia in grado di volare con estrema abilità e precisione. Si tratta del pipistrello che, grazie a un sensibilissimo sistema di emissione di ultrasuoni, riesce a orientarsi e individuare gli eventuali ostacoli.

Queste singolarità non possono che suscitare in noi un profondo senso di ammirazione, misto a una atavica invidia, per gli esseri che si muovono nell’aria, sfruttando naturalmente le leggi del volo.