Un diseño de Leonardo da Vinci impulsa una revolución silenciosa en drones urbanos

Un diseño ideado por Leonardo da Vinci hace más de cinco siglos podría transformar el futuro de los drones urbanos. Según un estudio reciente de la Universidad Johns Hopkins, la famosa aerial screw o “tornillo aéreo” del genio renacentista, nunca construida en su época, ha demostrado en simulaciones virtuales que podría generar el mismo levantamiento que los rotores modernos, pero con menor consumo de energía y una reducción notable del ruido.

Este hallazgo, reportado por New Scientist, plantea nuevas posibilidades tecnológicas inspiradas en la historia y responde a una preocupación creciente: la contaminación acústica provocada por la proliferación de drones en zonas urbanas.

El diseño de la aerial screw, concebido por Leonardo da Vinci hacia 1480 mientras trabajaba como ingeniero militar, se inspiró en el tornillo de Arquímedes, un mecanismo helicoidal usado desde la antigüedad para transportar agua.

Da Vinci adaptó este principio a la aeronáutica, imaginando una máquina voladora con una gran hélice en espiral que, al girar, desplazaría el aire hacia abajo para generar ascenso. En su versión original, el sistema debía ser impulsado por fuerza humana, lo que, debido a las limitaciones técnicas de la época, lo hacía inviable. Aun así, el diseño ha perdurado como símbolo de creatividad e innovación.

Con el desarrollo de la tecnología moderna, investigadores han reevaluado la viabilidad de esta propuesta. De acuerdo con New Scientist, la posibilidad de usar motores eléctricos ligeros para accionar el rotor helicoidal plantea un escenario en el que la aerial screw podría competir con sistemas actuales de propulsión.

El equipo liderado por Rajat Mittal en la Universidad Johns Hopkins trasladó el diseño de da Vinci a un entorno digital. Mediante simulaciones computacionales, construyeron una versión virtual de la aerial screw y la sometieron a pruebas en un túnel de viento simulado, evaluando su comportamiento en condiciones de vuelo estacionario. Para comparar su desempeño, enfrentaron este modelo con un rotor convencional de dos palas, habitual en los drones modernos.

Los resultados superaron las expectativas. La simulación mostró que el diseño helicoidal podía generar la misma cantidad de levantamiento que un rotor convencional, pero girando a menor velocidad. Esto se traduce en un menor consumo energético. Además, al analizar los patrones de flujo de aire y presión, el equipo concluyó que el nivel de ruido producido era inferior al de los rotores tradicionales, manteniendo la misma fuerza de sustentación.

Mittal expresó su sorpresa ante los hallazgos. “Fuimos sorprendidos”, declaró a New Scientist. “Pensábamos que, por la forma tan ad hoc de este tornillo en espiral, era intuitivo que el rendimiento aerodinámico sería tan malo que no podríamos obtener ninguna mejora respecto a las palas convencionales”.

El equipo de Johns Hopkins planea ahora optimizar el diseño original de da Vinci para mejorar su eficiencia sin perder su ventaja acústica.

El estudio ha despertado interés entre especialistas en aeronáutica. Sheryl Grace, profesora en la Universidad de Boston, destacó el planteamiento del grupo de Mittal. “Los autores explican bien que, si puedes crear el mismo empuje girando más despacio, como hace el rotor de da Vinci, entonces el ruido será menor”, afirmó en declaraciones recogidas por New Scientist.

Grace explicó que la reducción de la velocidad de rotación disminuye la generación de ruido, un aspecto crucial en el desarrollo de drones para entornos urbanos. Aunque no considera indispensable replicar exactamente el diseño de da Vinci, valoró que este logre el objetivo.

A pesar de los resultados positivos, los expertos advierten que las conclusiones se basan únicamente en simulaciones. Sheryl Grace señaló que será necesario realizar pruebas en vuelo dinámico para validar la utilidad del diseño. También advirtió sobre el posible impacto del peso adicional del rotor helicoidal en el rendimiento general del dron.

El equipo de Mittal reconoce estas limitaciones y planea avanzar en la investigación, evaluando cómo adaptar y mejorar el diseño de da Vinci para superar los retos identificados en el entorno virtual.

La necesidad de reducir el ruido generado por drones ha aumentado con su integración en tareas como entregas, vigilancia o servicios de emergencia. Esta expansión ha convertido la contaminación acústica en un problema de salud pública, lo que ha impulsado la búsqueda de soluciones innovadoras en el diseño de sistemas de propulsión.

De acuerdo con New Scientist, el estudio de la Universidad Johns Hopkins se enmarca en esta línea de investigación aplicada, donde la tecnología contemporánea se combina con ideas del pasado. Aunque concebido en una era sin motores eléctricos ni materiales ligeros, el diseño de Leonardo da Vinci representa una alternativa viable para reducir el impacto acústico de los drones actuales.

Para que el “tornillo aéreo” de Leonardo da Vinci pueda incorporarse en el desarrollo de drones silenciosos, será necesario realizar pruebas prácticas que confirmen su viabilidad más allá del entorno virtual. Como concluyó Sheryl Grace en New Scientist, solo la experimentación permitirá determinar si este concepto histórico puede integrarse en la aviación moderna y ofrecer soluciones reales a los desafíos urbanos actuales.