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Refuerzos en los huesos de las alas de las aves: Experimentos, análisis y modelización

Casi todas las especies de aves modernas son capaces de volar; la competencia mecánica de sus alas y la rigidez de su sistema esquelético evolucionaron para permitir esta extraordinaria hazaña. Uno de los ejemplos más interesantes de adaptación estructural en las aves es la estructura interna de los huesos de sus alas. En las aves voladoras, los huesos deben ser lo suficientemente fuertes y rígidos para soportar las fuerzas durante el despegue, el vuelo y el aterrizaje, con un peso mínimo. La morfología de la sección transversal y la presencia de estructuras de refuerzo (puntales y crestas) que se encuentran dentro de los huesos de las alas de las aves varían de una especie a otra, dependiendo de cómo se utilicen las alas. Se demuestra que tanto la morfología como las características internas aumentan la resistencia a la flexión y la torsión con una penalización mínima de peso. Se probaron prototipos de puntales de refuerzo fabricados mediante impresión 3D en compresión diametral y torsión para validar el concepto. En compresión, la ovalización disminuyó gracias a la inserción de puntales, mientras que éstos no tuvieron ningún efecto sobre la resistencia a la torsión. Se desarrolla un modelo elástico de un anillo circular reforzado por puntales horizontales y verticales para explicar la respuesta de rigidez a la compresión del anillo causada por los puntales de diferente orientación.