A che velocità i colibrì battono le ali?

I colibrì sono gli unici uccelli capaci di volo stazionario prolungato, e lo ottengono con la più alta frequenza di battito d'ali del mondo degli uccelli. Le specie grandi, come il colibrì gigante delle Ande, battono circa 10-15 volte al secondo; le specie di medie dimensioni, come il colibrì golarubino, che attraversa il Golfo del Messico, battono circa 53 volte; le specie più piccole si avvicinano a 80. Nei voli di corteggiamento, alcune specie accelerano ulteriormente per frazioni di secondo. Per confronto: un passero batte circa 15 volte al secondo e un piccione in decollo circa 10 volte; il ronzio che dà a questi uccelli il loro nome inglese "hummingbird" è esattamente il suono delle ali a questa frequenza, all'interno della gamma udibile dall'uomo.

La velocità dell'ala non è solo una questione di frequenza. Nella maggior parte degli uccelli, il colpo verso il basso genera quasi tutta la portanza, mentre il colpo di ritorno è passivo. La spalla di un colibrì ruota di quasi 180 gradi, con gomito e polso rigidi, così che l'ala si comporta come una lama che descrive un otto orizzontale e genera portanza in entrambi i colpi: circa il 75% nel colpo in avanti e il 25% nel colpo di ritorno. È una soluzione molto simile a quella degli insetti e al rotore di un elicottero, con il vantaggio di poter cambiare il piano di rotazione e volare all'indietro, lateralmente o persino a testa in giù. Il prezzo è un metabolismo estremo: in volo stazionario il cuore supera 1.200 battiti al minuto, e l'animale deve ingerire ogni giorno più della metà del suo peso corporeo in nettare.

In volo rettilineo, un tipico colibrì si muove a 40-50 km/h, più velocemente di quanto le sue dimensioni suggeriscano. Il record appartiene al colibrì di Anna, della costa occidentale del Nord America: nella sua picchiata di corteggiamento, misurata con telecamere ad alta velocità da ricercatori dell'Università della California, Berkeley, raggiunge circa 27 m/s (97 km/h) e sopporta, nel richiamarsi dalla picchiata, un'accelerazione di quasi 9 g, paragonabile a quella di un pilota da caccia. Misurato in lunghezze del corpo al secondo, questo valore supera chiaramente qualsiasi aereo: un colibrì percorre ogni secondo circa 385 volte la lunghezza del suo corpo, contro 30-40 di un caccia a Mach 2. Per gli ingegneri che progettano microdroni ad ali battenti, il colibrì resta il modello di riferimento, e diversi prototipi imitano esplicitamente la sua cinematica alare.