c'è una leggenda largamente diffusa riguardante il calabrone, per quanto lo si possa osservare in volo, non possa volare. Perchè allora vola? Infrange le leggi della fisica o semplicemente si tratta di una leggenda metropolitana?
La storia vuole che durante una cena questo scienziato ebbe una conversazione con un collega biologo il quale gli pose la domanda fatidica: "che proprietà aerodinamiche avevano le ali dei calabroni per permettere loro di volare". Lo scienziato fece alcuni rapidi calcoli, immaginando che le ali di questi insetti fossero lisce e prive di increspature. Le conclusioni furono sorprendenti: in base ai calcoli, i calabroni non dovevano essere in grado di sostenersi nell’aria!
Evidentemente qualcosa non tornava. Ben presto lo studioso tedesco si accorse che l’errore risiedeva nella sua assunzione di partenza: come un esame al microscopio gli aveva confermato, le ali di questi insetti non erano affatto lisce.
Ormai era troppo tardi per arrestare il mito dell’impossibilità del volo del calabrone che aveva iniziato a propagarsi di bocca in bocca, anche grazie all’aiuto di giornalisti e divulgatori scientifici. Già nel 1957, J. Pringle, autore di un classico studio sulla meccanica del volo degli insetti, era stato in grado di ricostruire alcuni dei momenti più significativi del propagarsi della leggenda. Più che ricostruirne le fasi, è interessante esaminare le ragioni che portarono inizialmente a valutare l’impossibilità del volo del calabrone e successivamente analizzare attraverso quali accorgimenti fisici questi insetti riescono effettivamente a sostenersi nell’aria.
Come dicevo prima, si tratta di una leggenda. Il calabrone non viola alcuna legge fisica, ed è stato dimostrato nel 2005 attraverso una serie di riprese ad alta velocità sulla meccanica alare del calabrone. Il calabrone ha un battito d'ali pari a 230 battiti al secondo, molto più veloce di altri insetti di dimensioni minori, addirittura 5 volte superiore a quello di un colibrì.
Ed è proprio questa velocità incredibile che gli consente di ottenere una spinta sufficiente a mantenerlo sospeso in aria, oltre che ad un movimento alare inconsueto che contribuisce a generare portanza. Il movimento alare del calabrone infatti non è semplicemente un battito d'ali come quello che possiamo osservare negli uccelli, ma un movimento molto più complesso, che comporta la torsione e l'oscillazione delle ali per creare una spinta che non sarebbe ottenibile con un semplice battito. L'errore nei calcoli che dimostravano che il calabrone non può volare fu l'applicare le leggi della fisica ad un volo "standard" che non corrispondeva al moto alare del calabrone.
Il calabrone, quindi, può volare, e non viola alcuna legge fisica o aerodinamica. Lui, il calabrone, non si è mai posto il problema, ma questa leggenda continua a persistere.
Perché volano i calabroni
Le considerazioni iniziali dell’anonimo scienziato tedesco, presupponevano che se le ali dei calabroni avevano una superficie liscia, dovevano avere un numero di Reynolds molto basso. Con questo termine, che prende il nome di un noto ingegnere meccanico dell’Ottocento, siamo in grado di avere una valutazione del rapporto tra le forze di viscosità di un fluido e quelle inerziali, ossia il prodotto della massa di un oggetto che si muove attraverso di esso per l’accelerazione che subisce. Una particella di polvere che galleggia nell’aria ha numeri di Reynolds molto bassi (da 1 a 10) mentre i jet a reazione hanno valori che superano i dieci milioni.
Le ali degli insetti si situano nella parte basse di un grafico che rappresenta la velocità rispetto ai numeri di Reynolds con valori tra 100 e 10.000. Un modo per rappresentarci questa situazione è quello di immaginare che essi debbano volare con le loro piccole ali in un fluido che per loro è molto viscoso, come una specie di melassa. Assumendo per le ali del calabrone un valore così basso e una superficie liscia, si doveva supporre che il flusso dell’aria su di esse fosse laminare, ossia privo di turbolenze. Questo comportava una mancanza di adesione tra l’aria e la superficie dell’ala con conseguente perdita di portanza, la grandezza che sostiene un aereo in volo e ne impedisce lo "stallo", ossia la caduta verticale.
Intuitivamente l’aerodinamica del calabrone non è delle migliori: mentre gli uccelli hanno un’apertura alare che permette loro di planare per lunghi tratti, le ali di questi insetti sono ridicolmente piccole e se raccogliamo un calabrone morto e lo lasciamo cadere, questo precipita a terra come una pietra per effetto del proprio peso.
Come risolvere allora il mistero del suo volo? La risposta è che l’insetto ha trovato un modo per sostenersi nell’aria, sfruttando la turbolenza creata dal furioso sbattere delle sue piccole ali.
Crediti: Wikipedia, DitadiFulmine, Yahoo
