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Las ondas sonoras en la naturaleza



    1. Sonidos
      exploradores
    2. Los
      Ultrasonidos
    3. El ultrasonido en la
      naturaleza
    4. Bibliografía

    Introducción.

    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.

    Sonidos exploradores

    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.

    Los
    ultrasonidos

    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.

    Bibliografía

    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

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