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Se le apodó el Volador y el Pajarero. Fue un intelectual autodidacta ya que aprendió a leer y escribir a pesar de no haber ido a la escuela. De joven sirvió de pilotín en una nave hasta el año 1746 en que el terremoto de entonces hizo que su buque encallara. Recorrió las costas durante 10 años, tiempo en el que quedó fascinado por el vuelo de las “tijeretas” (ave fragata), a las que observó detenidamente. Esta experiencia despertó su pasión por el vuelo y la posibilidad que el hombre volara.
Se trasladó a Lima, continuó con su trabajo de mecánico. Cuando lograba reunir algún dinero iba a los cerros de Amancaes, San Jerónimo o San Cristóbal, donde observaba el vuelo de las aves. Así, profundizó sus investigaciones sobre el vuelo de las aves, ahora observando a los gallinazos y, eventualmente, a los cóndores (cazó algunas aves para analizar sus formas y sistemas de vuelo); asimismo, había que profundizar sobre la dirección del viento y otros detalles. Cuando Santiago de Cárdenas realizó sus estudios sobre el Cóndor Andino entre 1746 y 1760 la ornitología estaba comenzando a desarrollar en Europa y los conocimientos sobre esta especie eran casi inexistentes. Cárdenas se encontraba totalmente aislado de ese incipiente mundo científico-ornitológico. Tuvo muy clara la importancia de algunas características del ave que le permiten volar: 1) la impermeabilidad al aire de las alas dada por las plumas, 2) la función de la morfología delantera del ala, que hoy se sabe que le ofrece más sustentación en vuelo de baja velocidad, 3) la función de las secundarias que al extenderse le facilitan al ave la elevación y sustentación a menor velocidad. Estas características son usadas en los diseños de aviones modernos y son conocidas como flaps
. Hace hincapié sobre el vuelo sustentado por el aire, gracias al ángulo de ataque y el cambio de rumbo por el movimiento de la cola. Fue así que, luego de 14 años de paciente investigación, diseñó un modelo mecánico para poder volar, muy parecido a la moderna “ala delta”.