Las ondas sonoras desarrollan un papel importante en
la
comunicación de los hombres, pero los animales no se
quedan atrás en esta materia.
El conocimiento
de la naturaleza es
imprescindible para su preservación, por eso debemos
caracterizar las ondas sonoras y ejemplificar sus diversas
aplicaciones en beneficio del hombre y los
animales.
Se consideran como características del sonido la
intensidad, el tono y el timbre.
La intensidad de una onda sonora es la potencia con que
actúa la misma sobre la unidad de área normal a la
dirección de propagación.
Para que una onda sonora se escuche, es necesario que su
intensidad supere un valor
mínimo llamado umbral de audición; los sonidos cuya
intensidad sea menor que el umbral, no son perceptibles por el
oído.
El umbral de audición es diferente para distintas
frecuencias y para distintas personas. Si la intensidad del
sonido es muy grande, se produce una sensación dolorosa en
los oídos, el valor de intensidad después del cual
se produce la sensación dolorosa se denomina umbral
doloroso.
Entre el umbral doloroso y el umbral de audición
se extiende el campo de audición del oído
humano.
El tono es una propiedad que
depende de la frecuencia de las oscilaciones que produce la onda
sonora. A las mayores frecuencias corresponden los tonos
más altos o agudos, y a las menores los tonos más
bajos o graves. El oído es mucho más sensible a las
variaciones de tono que de intensidad.
Cuando se oyen dos sonidos simultáneos de igual
frecuencia, cualquiera que sea su intensidad, decimos que
están al unísono, pues se perciben conjuntamente
como un solo sonido: ambos tienen igual tono.
Se llama timbre a la cualidad del sonido que nos permite
diferenciar entre tonos iguales, los que están producidos
por fuentes
sonoras distintas.
Si se emiten simultáneamente dos sonidos de igual
tono e intensidad, pero producidos por fuentes sonoras
diferentes, el oído encuentra diferencias entre ambos.
Así una misma nota musical emitida por un violín y
un piano son perfectamente diferenciables, a pesar de tener igual
tono.
La inmensa mayoría de los animales emplean el
sonido para comunicar algo a otro animal, o sea con fines de
comunicación. Pero entre animales hay
especies que han aprendido, en el proceso de la
evolución, a utilizar el sonido para
orientarse en el medio
ambiente, para conseguir alimento y la navegación. Son
los llamados animales de localización acústica, a
los cuales pertenecen los murciélagos, delfines,
así como algunos pájaros.
Estos animales emiten breves chasquidos sonoros que se
extienden con la velocidad del
sonido (es decir, 340 m/s en el aire, y 1500 m/s
en el agua) en el
medio circundante, tropiezan con distintos obstáculos y
vuelven al animal que ha emitido, ya en forma de eco.
Al captar estas señales
– ecos con su sensible oído, dichos animales se
enteran de la presencia de obstáculos en su camino,
así como determinar al oído el carácter de distintos objetos. La base de
ello es el carácter desigual del eco reflejado de dichos
objetos: está claro que los reflejos de la madera,
piedra, agua o cuerpo
del animal serán acústicamente distintas. El
carácter de estas diferencias trae al animal la información necesaria para saber de
qué se trata.
El localizador acústico permite a estos animales
orientarse en la oscuridad absoluta, es decir sin ayuda de la
vista: sólo al oído como si vieran por las
orejas.
Por lo tanto, los animales de este tipo, al emitir
breves señales lanzan una onda sonora para explorar el
medio circundante y se orientan en este medio, incluso de noche,
sin la ayuda de los ojos, basándose en la
información proporcionada por los sonidos exploradores.
Efectivamente, el sonido de estos animales desempeña el
papel del explorador.
Un procedimiento
perfecto de emisión del sonido tienen las abejas
melíferas, ellas cantan haciendo vibrar una parte de su
tórax por medio de frecuentes contracciones musculares. El
sonido se intensifica por las placas de sus alas que funcionan
como difusores. Las abejas pueden emitir sonidos de diferentes
altura y timbre. Esto acredita ya la posibilidad de que las
abejas utilicen estos cambios de sonido para trasmitir alguna
información.
La abeja exploradora comunica la información
sobre el lugar del abejeo a otras abejas, con un baile especial.
Ella describe una figura perecida a la cifra ocho, cuya
línea media está orientada hacia el lugar del
abejeo.
La abeja comunica la distancia que hay hasta el lugar de
abejeo a sus "hermanas" con movimientos del baile
característicos. Meneando el abdomen; cuanto más
lento es el baile, tanto más lejos está la
miel.
La abejas durante el baile emiten impulsos sonoros
rítmicos que siguen unos tras otros con una frecuencia de
33 Hz, que contienen precisamente la información sobre la
distancia hasta el lugar de abejeo.
Una colonia de abejas en la colmena zumba de manera
distinta en función
del estado
fisiológico en que se halla: si hace frío, tienen
hambre o la colonia decide enjambrar.
Está equivocado quién piense que no hay
sonido alguno en las profundidades del mar, el desarrollo de
la técnica acústica refutó esta
idea.
Al bajar hidrófobos en el agua, los
investigadores descubrieron que el "mundo del silencio"
está lleno de sonidos emitidos por los habitantes del mar.
Ante todo por los peces. El
gallo del mar, por ejemplo: cloquea y cacarea, el traquino ladra,
el pez tambor emite sonidos ruidosos que recuerdan efectivamente
el tamborileo, mientras que la lota del mar surre y
gruñe.
La intensidad del sonido de algunos peces
marítimos es tan grande que hacía estallar las
minas acústicas que se utilizaban en la segunda guerra
mundial y estaban, naturalmente, destinadas a destruir buques
enemigos. De esta manera fue refutado del todo el proverbio
"está mudo como un pez".
Pero a muchos peces se les puede escuchar sin ninguna
técnica de amplificación. En el Amazonas se escucha
gran diversidad e intensidad de sonidos de los peces. Uno de
ellos, el pirarucú, emite sonidos de trompeta parecidos al
rugido de los elefantes, que se oye a una distancia de cien
metros. El siluro emite este sonido expulsando una mezcla de agua
y aire a través de las branquias cerradas y así
ahuyenta, según se considera, a sus
adversarios.
El jaraquí, pez industrial fundamentalmente del
Amazonas, emite durante el desove un fuerte sonido rugiente que
se parece al de una moto, lo hace por medio de la vejiga
natatoria, obligándola a vibrar con sus músculos.
Imagínese lo que ocurre en el Amazonas cuando se
reúnen centenares de machos de jaraquí para la
temporada de desove, y ponen en marcha sus "motos".
Los científicos han estudiado la
significación de las señales de los diversos peces
y han dado recomendaciones para su utilización en la
práctica. En el léxico de muchos peces se destacan
tres tipos de señales agresivas: "amenaza", "advertencia"
y "grito de combate". La primera se emite como una advertencia de
un pez fuerte a uno débil. La segunda de un pez
débil a uno fuerte, la tercera durante las
peleas.
Se ha descubierto que los peces tienen una señal
de peligro. Los gallos del mar emiten una cascada de sonidos de
cacareo cuando escapan del enemigo. Los demás gallos se
juntan al pez que descubre el peligro y todo el grupo
cloqueando se aleja del lugar peligroso.
La señal de peligro de las carpas es una serie de
crepitaciones que emite el cabecilla que descubre al enemigo. El
breve repiqueteo es una señal de peligro de las percas
fluviales, durante la caza de alevines. Los sonidos que emiten
los machos para atraer a las hembras a los lugares de desove son
muy diversos y alcanzan grandes distancias.
La capacidad de los peces de reaccionar ante el sonido
de otros peces se utiliza en la pesca, para
controlar su comportamiento. Al emitir en el agua los sonidos
grabados durante su alimentación y el
desove, se puede atraer a los peces al lugar de la
pesca.
Los peces "hablan" entre sí, todo pescador lo
sabe. Se informan unos otros sobre los diversos peligros y
trampas que les hace el hombre. Y
un pescador inexperto, poco hábil, puede estropear para
mucho tiempo un
lugar provechoso si se deja escapar de la red a un pez.
Llevan el nombre de ultrasonidos las oscilaciones y
ondas mecánicas cuya frecuencia supera los 20
Khz.
Los generadores de ultrasonido se fundamentan en el
llamado efecto piezoeléctrico. Este efecto consiste en que
ciertos cristales, al ser introducidos en un campo
eléctrico experimentan una deformación. Para
producir los ultrasonidos se utilizan campos eléctricos
variables con
el propósito de hacer oscilar el cristal (que puede ser de
cuarzo o de titanato de bario). Este cristal se prepara con
dimensiones y estructura
adecuada para producir la oscilación deseada.
Las ondas ultrasónicas, debido a su
pequeña longitud de onda, son menos propensas a sufrir
desviaciones que las audibles. Esto posibilita que se obtengan
haces de ondas ultrasónicas bien dirigidas.
En la medicina el
efecto energético de los ultrasonidos tiene aplicaciones
diferentes en función de la intensidad empleada.
Así se utilizan en fisioterapia para producir un
calentamiento en los tejidos y
eliminar ciertos dolores.
Las técnicas
impulso _ eco permiten localizar objetos sumergidos y determinar
su forma geométrica. En el campo de la medicina esta
técnica se aplica en la construcción de imágenes
de órganos y es conocido como ecografía. Los
intervalos de tiempo de ida y vuelta pueden ser considerados como
distancia, tratados
eléctricamente y representados en un monitor tipo
televisión. Cada fuente de eco se
manifestará en la pantalla mediante un punto
brillante.
La exploración de una amplia zona del paciente
permite una representación precisa del órgano en
cuya imagen se
está interesado. La obtención de imágenes
del feto humano
durante el embarazo
constituye una aplicación de diagnostico de la
ecografía.
En las operaciones el
ultrasonido se utiliza como bisturí ultrasónico,
capaz de sajar tanto los tejidos blandos como óseos. En el
tratamiento de enfermedades como la
tuberculosis,
el asma bronquial,
se emplea en aerosoles de diferentes sustancias medicamentosas
que se obtienen con a ayuda del ultrasonido.
Actualmente se ha elaborado un nuevo método de
soldadura de
los tejidos óseos lesionados o trasplantados
valiéndose del ultrasonido.
La eco _ encefalografía se utiliza en la
determinación de tumores y de edema cerebral.
La cardiografía ultrasónica es la medición de las dimensiones del corazón en
su dinámica.
El ultrasonido en la naturaleza.
Para los animales de vida nocturna el empleo del eco
es algo tan habitual, como las demás formas de
señalización acústica.
Su principio es muy simple: la onda sonora, originada
por el animal, repercute en los objetos que se encuentra en el
camino y regresa de nuevo. De acuerdo con el tiempo que se
necesite para que la onda sonora regrese, el animal puede
determinar la distancia a la que se encuentra el objeto, y por el
carácter del eco, las cualidades de este
objeto.
Una inmensa cantidad de animales poseen la propiedad de
ecolocalización. Un perro privado de la vista, puede
aprender en un día o dos a no tropezar contra las paredes
y los objetos grandes. El oído tan agudo que posee,
distingue fácilmente el sonido reflejado de las
superficies densas, que se produjo mediante el ruido de sus
pasos.
El hombre también es capaz de utilizar el eco.
Los ciegos de nacimiento, quienes poseen un oído muy
desarrollado, orientándose por el sonido de sus propios
pasos o del bastón, aprenden a no tropezar. En
comparación con los delfines o los murciélagos esto
es un método de orientación muy tosco, pero el
carácter de los sonidos utilizados por el hombre no le
permite efectuar reacciones más precisas.
De una manera similar se orientan los peces; el movimiento de
sus cuerpos provoca en el medio submarino compresiones locales,
que se propagan hacia distintas partes, igual que las ondas
corrientes. Su repercusión en los objetos lo capta un
órgano especial, la línea lateral, que poseen todos
los peces y anfibios rabudos.
Por medio de esta vibrolocalización (las ondas
originadas por los peces no tienen nada que ver con la gama
acústica), dichos animales, incluso de noche, no tropiezan
contra los obstáculos submarinos.
De las aves capaces
de utilizar la ecolocalización, las más conocidas
son los guácharos, que viven en las islas del Mar Caribe y
en los países próximos de América
Latina. Los guácharos son aves nocturnas. Todo el
día lo pasan en la profundidad de las cuevas, en plena
oscuridad atraviesan rápidamente los sinuosos pasillos
subterráneos, sin tropezar contra las paredes y los
salientes.
Las golondrinas salanganas y otras aves nocturnas
también utilizan la ecolocalización acústica
para estos mismos fines.
A los murciélagos y delfines la
ecolocalización no solo les sirve para esquivar
obstáculos. Esta les es también necesaria para
hallar los alimentos. Por
eso necesitan ultrasonidos de muy altas frecuencias, desde 40
hasta 300 mil ciclos por segundo y una longitud de onda de 1 a 3
mm.
Estos seres no solo deben recibir información
acerca del lugar donde está la presa en el momento dado,
sino también hacia donde se dirige y que velocidad
mantiene. Al parecer por eso los murciélagos utilizan
impulsos sonoros para la localización, en los que
varía la frecuencia de las oscilaciones de las ondas
sonoras.
El ecolocalizador de los murciélagos es tan
perfecto que puede distinguir pedacitos iguales de terciopelo, de
papel esmeril o de madera contrachapada. Cada objeto refleja de
manera distinta las ondas sonoras.
Por medio de su magnífico localizador los
murciélagos no solo pueden orientarse en el aire, sino
también en el agua. Volando sobre la misma superficie del
agua, envían hacia abajo señales acústicas y
tan pronto reciben la respuesta adecuada, meten las garras en el
agua y sacan la presa a la superficie. Resulta que para el
murciélago los peces son totalmente
"invisibles"
Pero estos últimos poseen vejigas natatorias,
llenas de gas, que son las
que descubren al pez. Los murciélagos sondeando con el
localizador, el espesor del agua, los detecta
fácilmente.
Sobre todo son grandes especialistas en
ecolocalización las ballenas y las focas de las regiones
polares, quienes durante la mayor parte del año tienen que
conseguir peces debajo del hielo, cubierto además por una
gruesa capa de nieve.
En las largas noches polares ni siquiera la aurora
boreal puede alumbrar el reino submarino, es natural que haya que
recurrir a la ayuda de los oídos.
Los ratones de monte, las musarañas y muchos
otros animales también emplean la
localización.
1.- Behar Rivero, Daniel. Física
médica. Editorial Oriente. Santiago de Cuba,
1997.
2.- Morozov, Vladimir. Bioacústica recreativa.
Editorial Mir. Moscú, 1987.
3.- Remizov, A. Física Médica y
biológica. Editorial Mir. Moscú, 1987.
4.- Soto del Rey, Roberto. Introducción a la biofísica.
Editorial Oriente. Santiago de Cuba, 1998. Cuatro
tomos.
Datos de la autora:
Yaíma Rodríguez
Peña