El ruido producido por el hombre afecta a las plantas

Un número creciente de estudios indican que los pájaros y otros animales cambian su comportamiento como respuesta al ruido producido por el hombre, como el proveniente del tráfico y otras máquinas. Pero el ruido humano no sólo afecta a la fauna. Puesto que muchos animales también polinizan plantas o comen sus frutos y dispersan sus semillas, el ruido producido por el hombre también puede provocar una onda expansiva en la vegetación, asegura un nuevo estudio recién publicado en la revista'Proceedings of the Royal Society B'.

En los casos en los que el ruido tiene su efecto en plantas longevas como los árboles, las consecuencias pueden notarse durante décadas, incluso después de que las causas del ruido hayan desaparecido, asegura el autor principal del artículo, Clinton Francis, del National Evolutionary Synthesis Center de Durham (EEUU).

En estudios previos, Francis y sus colegas habían descubierto que algunos animales incrementan su número cerca de los sitios ruidosos mientras que otros se hacen más escasos. La pregunta que se hicieron a continuación es si esto afectaría también a su vez a las plantas.

Lo que hicieron fue acudir a un terreno natural donde poder analizar estas cuestiones. El sitio elegido fue una reserva natural situada en Nuevo México, la Rattlesnake Canyon Wildlife Area. Es un area cubierta de arbustos, pinos y otras coníferas donde existen abundantes yacimientos de gas natural. Las compresores usados para extraer estos hidrocarburos producen un constante y sonoro ruido durante las 24 horas del día. Desde 2007 hasta 2010 los investigadores estudiaron allí cómo afecta el ruido a las plantas.

La zona tenía la ventaja añadida de ser totalmente silvestre salvo por la presencia de estos artefactos, lo que permitía realizar el estudio centrándose en el ruido y sin que otros elementos como la polución atmosférica o la iluminación interfirieran en los resultados, como habría ocurrido de haber elegido como campo de pruebas un área más urbanizada.

Los investigadores llegaron a la conclusión de que el ruido tiene un papel determinante en el comportamiento de la fauna y que esto tiene variados y complejos efectos sobre la vegetación. Así, descubrieron que un laborioso polinizador de plantas, el colibrí 'Archilochus alexandri', frecuenta las zonas más ruidosas, situadas cerca de las áreas de extracción de gas. Esto se debe a que el principal predador del colibrí, un córvido llamado 'Aphelocoma californica' y similar a la urraca y el arrendajo europeos, detesta las áreas ruidosas.

De esta forma, las zonas con ruido sirven de refugio al colibrí y este las visita más, hasta cinco veces más que las partes ruidosas de la zona estudiada. Como consecuencia de ello, los investigadores observaron

que las especies de plantas que el colibrí poliniza se ven especiamente atendidas en las zonas ruidosas y menos en las silenciosas. Debido a ello, la fertilidad de esas plantas es mayor en las zonas ruidosas.

También en los arboles

Otra llamativa observación sobre el efecto del ruido en la vegetación fue realizada sobre los pinos de la zona ('Pinus edulis'). Estos producen un piñón comestible sobre el que depredan todo tipo de animales, especialmente los pequeños ratones de campo y de nuevo al córvido 'Aphelocoma californica', conocido como western scrub jay en inglés.

El ratón tolera bien el ruido y come abundantes piñones bajo los árboles situados en las zonas ruidosas. A su vez, es un eficiente comedor y ninguna semilla queda intacta tras pasar por su tracto digestivo. De esta forma, son muy pocos los piñones que quedan a salvo en las zonas ruidosas y, por tanto, es bajo el nacimiento de nuevos especímenes de pino.

Por el contrario, las zonas silenciosas son visitadas muy poco por los ratones y mucho por el córvido, que tiene la costumbre de enterrar piñones para consumirlos después. Como consecuencia de ello, en esas zonas quedan muchos más piñones libres de la depredación que en las áreas ruidosas. De hecho, el equipo de investigadores dirigidos por Francis constataron que hay cuatro veces más plántulas de pino en las zonas silenciosas que en las ruidosas.

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INTRODUCCIÓN

El sonido es físicamente una sacudida de los elementos del medio donde existen, sea líquido, sólido o

gaseoso ( aire ), produciendo un movimiento oscilante de partículas materiales alrededor de su normal

posición de reposo o de equilibrio.

En nuestro planeta existen diversos sonidos con múltiples frecuencias, siendo utilizado por los animales

para sobrevivir principalmente. Algunos animales utilizan frecuencias bastante altas para comunicarse o

para ubicar el alimento, a este rango de frecuencias se le llama ULTRASONIDO, que seré el objeto de

esta investigación, concentrándola en el uso que el hombre le da, a raíz de sus investigaciones en los

animales.

Por ejemplo sabemos que al ULTRASONIDO se lo a conocido como un sistema de inspección

ecopulsante, que genera una señal de alta frecuencia, que no es audible, en el rango de 1 a 5 Mhz y que

mediante un osciloscopio, contabiliza el tiempo que tarda viajando esta señal dentro de un medio hasta

que es reflejada. Este medio donde viaja el sonido rápidamente, es por lo general el acero en las

aplicaciones industriales y el sonido viaja a velocidades en el orden de 5.6 Km/seg. Así que mediante

sencillos cálculos se puede conocer el espesor de una tubería y determinar rápidamente si ha tenido

pérdida de material por corrosión. Todo esto basado en el uso que los Murciélagos hacen de la emisión y

recepción de altas frecuencias para movilizarse y buscar su alimento.

Entremos entonces en este fascinante mundo del sonido y principalmente del ULTRASONIDO y el uso

que el hombre le da a raíz de la investigación del uso que los animales le dan desde hace muchos,

muchos años.

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OBJETIVOS

Los objetivos planteados para esta investigación son los siguientes:

Conocer el uso que hacen ciertas especies de animales del ultrasonido.

Averiguar las investigaciones realizadas por el hombre sobre el uso de los animales del

ultrasonido, en sus descubrimientos.

Entender el funcionamiento de los descubrimientos del hombre en que aplica el uso del

ultrasonido

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1.- Desarrollo del oído en los animales

Primeramente tenemos que tener claro que para el hombre las frecuencias audibles están en el rango de

los 20 Hz hasta los 20000 Hz. Y todo sonido con frecuencia mas alta de los 20 Khz le llamaremos

ULTRASONIDO.

Aunque nos parezca increíble existen animales que pueden captar estas frecuencias altas para el hombre

y de hecho esta característica es fundamental para que sobrevivan y se alimenten.

Pero entendamos como es que los animales al principio de los tiempos fueron desarrollando el oído, ya

que en los primeros peces cartilaginosos evoluciona a hacerse hueso su cráneo y la formarse los osículos

junto con el tímpano. Se fue desarrollando el oído interno encargado de la audición y de la orientación

gravitacional.

La presencia del líquido llamado perilinfa en los animales es muy importante, porque aquí se basa la

función acústica, ya que depende de la presión de la propagación de ondas que pasan por este líquido

para escuchar.

Es en los animales donde el oído a sufrido grandes cambios para adaptarse a las necesidades de

supervivencia, por ejemplo:

La oreja sostenida por un cartílago elástico, recoge las vibraciones del aire, muchas veces se

mueve en algunos animales para detectar la dirección del punto de origen del sonido.

La membrana oval que cubre una abertura al oído interno amplifica la presión del sonido

unas 30 veces, aumentando de esta manera la capacidad auditiva del animal.

La cóclea o más conocida como caracol, es la antigua lagena que evolucionó alargándose y

enrollándose.

Un animal con buen oído puede diferenciar unos 300.000 tonos diferentes entre frecuencias altas y bajas.

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2.- Uso del Ultrasonido en ciertos animales

Ciertos mamíferos utilizan frecuencias muy altas que son los ULTRASONIDOS , utilizados por los

cetáceos (ballenas, delfines) que se guían por el eco y responden a frecuencias hasta 130.000 Hz

Los delfines emiten de forma continua chasquidos y silbidos.

Los primeros consisten en pequeños pulsos de 300 sonidos por segundo que se generan desde un

mecanismo situado justo debajo del espiráculo y que se utilizan para la ecolocación de los objetos

(funciona como un sonar). El melón (abombamiento de la frente situado encima de la mandíbula superior),

consta principalmente de grasa y aceite, y actúa como una pantalla acústica que mejora la resolución de

la emisión de sonidos. La mandíbula inferior, también llena de aceite, ayuda a la transmisión del eco

reflejado por los objetos, y recibido por la zona posterior de dicha mandíbula, hacia el oído. Este sistema

de ecolocación, similar al de los murciélagos, permite a los delfines navegar y detectar a sus presas con

suma facilidad. Respecto a los silbidos, son sonidos de tono uniforme que provienen de la parte profunda

de la laringe. Se utilizan para comunicar estados de alarma, excitación sexual y, tal vez, otros estados

emocionales.

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En el caso de los ratones estos usan el ULTRASONIDO para la comunicación entre madre y la cría, ya

que con la vocalización de frecuencias altas por parte de su madre estimula el desarrollo del

comportamiento normal de las crías. La emisión de sonidos va desde los 30Khz hasta sobrepasar los 80

Khz.

En el caso de los murciélagos el ultrasonido es usado para la localización de los insectos y para volar sin

chocarse. Consiste en la emisión vocal de pulsos sonoros de alta frecuencias de hasta 130 Khz y en

varias repeticiones en lapsos muy cortos de tiempo a razón de 30 a 50 por segundo; lo que le permite al

murciélago detectar la posición de los objetos y su dirección de vuelo en el caso de los insectos.

Esto se debe a que la gran cantidad de ultrasonidos emitidos en milisegundos van a chocar con los

objetos y se reflejan en los grandes pabellones de las orejas de estos animales, estos analizan y codifican

las formas en su cerebro, reconociendo de que se trata ya sea enemigos, comida o paredes.

El hecho de que estos animales emitan ultrasonidos se debe a que tiene que ser sonidos en una

frecuencia que los demás animales no capten para que no se asusten.

Las frecuencias emitidas al principio son muy altas y luego van bajando pero manteniéndose en

ULTRASONICAS por ejemplo empiezan en 80 Khz y terminan en 48Khz, otros pueden empezar en mas

de 100 Khz y terminar en 60 Khz.

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Dependendiendo de las especies de murciélagos pueden sobrepasar de 100 Khz las emisiones de

ULTRASONIDOS.

En la década del ochenta, Brock Fentor, zoólogo de la Universidad de York, en Ontario (Canadá), esbozó

la hipótesis de que los murciélagos aprendieron primero a usar el ultrasonido y solo después que

desarrollaron la capacidad para volar. A fin de sustentar su teoría indicó que tres musarañas, parientes

cercanos de los murciélagos, utilizan sonidos ultrasónicos con el propósito de comunicarse entre sí.

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Es posible que un antiguo murciélago, parecido a una musaraña, deslizándose en cuatro patas durante la

noche, y atrapando insectos para sobrevivir, haya podido oír el tenue eco de sus llamados al rebotar en

un insecto volador. Sus descendientes habrían comenzado a atrapar otros insectos en vuelo y la

evolución habría favorecido a protomurciélagos con extremidades más largas y con membranas entre los

dedos factibles de ayudarlos a capturar sus presas.

Esa hipótesis fue, sin embargo, cuestionada por John Speakman, un zoólogo de la Universidad de

Aberdeen (Escocia). Speakman descubrió que la localización de objetos mediante el rebote de ondas

sonoras es una labor muy costosa en términos de metabolismo. El animal consume en esa tarea una

enorme cantidad de energía.

Sin embargo, cuando Speakman midió el gasto de energía de murciélagos en vuelo, los resultados fueron

sorprendentes.

Los murciélagos pueden usar la energía requerida para volar y además localizar objetos mediante ondas

sonoras sin gasto adicional.

“Durante el ciclo de vuelo -dice Speakman-, el animal tiene que contraer los músculos de las alas”.

Esos músculos no solo ayudan a mover las alas del murciélago

los pulmones y enviándolo a través de la garganta. Eso crea las pulsaciones sonoras que al rebotar

permiten distinguir objetos.

Los resultados de esas investigaciones han hecho que Speakman ponga en duda la teoría de que los

murciélagos desarrollaron primero la localización mediante sonidos y posteriormente el vuelo, pues el

animal gasta la mayor cantidad de energía en esa tarea solo cuando posa en una superficie.

Eso ha llevado al científico a pensar que tanto el vuelo como la localización de objetos mediante el

ULTRASONIDO han sido tareas simultáneas.

Los estudios que se han realizado hasta ahora han permitido descubrir aspectos sorprendentes.

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El sofisticado sistema de localización que utilizan los murciélagos, ha sido muy estudiado por la OTAN

para sus descubrimientos. En sus desplazamientos emiten señales de radio que les permiten saber con

exactitud donde se encuentran los obstáculos.

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3.- Descubrimientos del hombre aplicando el uso del ultrasonido por los

animales

El detector ultrasónico de movimiento fue construido en base al sistema de localización de los

murciélagos.

El propósito de este descubrimiento es demostrar una de tantas aplicaciones del ultrasonido en la

actualidad. La idea principal es utilizar las características propias del ultrasonido para detectar

movimiento. Esto se logra mediante las ondas reflejadas o eco del ultrasonido.

El ultrasonido ha dejado al descubierto un mundo de permanencia invisible; tuberías de refrigeración de

una central nuclear muestran de repente sus grietas y desperfectos, inapreciables al ojo humano,

materiales metálicos de gran tamaño son inspeccionados para encontrar defectos en el interior, los fetos

son monitoreados en pantalla antes de nacer, y los barcos pesqueros encuentran los bancos de peces

con haces de ultrasonido.

El ultrasonido no se diferencia del sonido perceptible a través del oído en cuanto a sus características

fundamentales. Dicho con más sencillez, las ondas ultrasónicas son ondas acústicas de la misma

naturaleza que las ondas sónicas. El ultrasonido tiene como característica principal el tener una

frecuencia de oscilación superior a los 20.000 ciclos/seg.

Para emitir y recibir los ultrasonidos se usan los transductores ultrasónicos que tienen un principio de

funcionamiento similar a los transductores de audio normales (micrófonos y bocinas). Estos transductores

se obtienen en el mercado por pares (emisor y receptor), ambos deben tener una respuesta a la misma

frecuencia ya que el ultrasonido generado por el emisor (equivalente ultrasónico de la bocina) deberá

hacer entrar en resonancia al transductor receptor (equivalente ultrasónico del micrófono).

Para que el transductor emisor pueda generar las ondas ultrasónicas se requiere de un circuito oscilador

de la misma frecuencia a la cual responde el par de transductores, 40KHz en este caso. Este oscilador

puede ser diseñado de diversas maneras, una de ellas es el oscilador de relajación, basado en un cristal

de 40KHz.

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El principio de funcionamiento de este descubrimiento está basado en un circuito oscilador de 40KHz

(frecuencia de ultrasonido) cuya salida es manejada mediante un arreglo de seguidores (buffers) que

ponen en un funcionamiento de oscilación constante a un transductor ultrasónico emisor. La señal así

generada es inaudible para el humano pero se propaga libremente por el aire.

La etapa receptora consiste de un transductor ultrasónico receptor, que recibirá las señales ultrasónicas

reflejadas por los cuerpos cercanos a él. Este transductor detecta cualquier sonido reflejado que haya

sido emitido por el transductor emisor. Si no hay movimiento, el resultado es una señal en forma de

voltaje constante. Las señales obtenidas por el transductor son amplificadas por primera vez.

Se cuenta con un circuito detector de picos, que servirá como demodulador para detectar las variaciones

en la señal. Posteriormente, la señal vuelve a ser amplificada. Cuando hay movimiento se tienen tanto

señales positivas como negativas. Estas señales son detectadas mediante un amplificador operacional en

su modalidad de detector de ventana, el cual tendrá sus umbrales tanto superior como inferior definidos

en espera de señales que los rebasen en cualquiera de los dos sentidos.

El resultado de este detector de ventana servirá como señal de activación de un flip-flop monoestable

capaz de habilitar a un interruptor electrónico que activará una alarma o cualquier otro dispositivo que se

desee utilizar en el proceso.

Las posibilidades de uso son muchas y muy variadas. Un ejemplo de ellas es la utilización de este

detector para habilitar una alarma contra intrusos de manera silenciosa y discreta, ya que las señales

emitidas por este diseño son imperceptibles para los humanos.

Otra aplicación, más interesante aún, de este detector ultrasónico, es la implementación de sistemas

emisores de ultrasonido en los vehículos de emergencia (ambulancias, camiones de bomberos, patrullas,

etc.) y receptores en los semáforos. De tal manera que, en caso de alguna emergencia, los emisores

enviaran señales a los semáforos para permitir la circulación en el sentido en que se desplaza dicho

vehículo, evitando riesgos innecesarios al violar las señales de vialidad.

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Al pensar en ultrasonido por lo general nos viene a la mente el campo de la medicina, pero podemos

darnos cuenta de que en realidad el uso del ultrasonido es muy extenso.

Otra aplicación del ultrasonido es la liposucción ultrasónica que consiste en fragmentar la grasa con una

cánula que vibra a alta velocidad (ultrasonidos).

En realidad es una sonda en cuyo mango hay un cristal que vibra a 22500 Hz. Para llevarla a cabo hay

que inyectar en el tejido graso una gran cantidad de líquido para la cavitación del mismo lo que permite

que el ultrasonido sea efectivo.

La gran ventaja de esta técnica es que permite extirpar más grasa que en la liposucción clásica, pudiendo

llegar a 10 litros más. Dado que los vasos y nervios no son afectados por el ultrasonido, el sangrado y

hematoma posterior es teóricamente menor. Esta técnica puede contribuir al tratamiento de la obesidad.

El tratamiento postoperatorio es similar a la liposucción convencional. Sin embargo, la retracción cutánea

parece que es mayor que con la convencional.

Los ahuyentadores de plagas por ultrasonido son unos de los últimos descubrimientos. Sus 260 decibeles

de intensidad de sonido, harán que las plagas abandonen sus lugares de alimentación, evitando además

que otras los utilicen. Estas ondas de sonido de alta intensidad están fuera del alcance del oído humano,

las investigaciones de laboratorio han demostrado que las ondas de ultrasonido atacan al sistema

nervioso de la totalidad de las plagas. Proyecta una frecuencia de 20.000 Hz. No interfiere con

televisores, alarmas ni otro tipo de artefactos electrónicos.

Cubre un área de 200 metros cuadrados

El ruido afecta también la biodiversidad acuática

El ruido producido por los animales humanos no se queda en las ciudades, también viaja dentro y sobre el

agua. No son sólo los decibeles de restaurantes, carros, camionetas, buses, lanchas y motos acuáticas

que se toman lagos, lagunas y costas marinas. Es uno más estridente. Que tortura, estresa y hasta mata

la fauna acuática. La mayoría sensible, especialmente los cetáceos, peces, crustáceos como langostas y

cangrejos. Recuerdo que antes se tiraban bombas artesanales a los ríos, como una forma de pescar. Ahí

quedaba desbaratada toda la fauna, vieja, joven, bebitos y no nacidos. Piensen en esto quienes dudan

que el ruido mate. Desconozco si todavía se permiten estos métodos. Pero hay otros ruidos del

“desarrollo” que amenazan la biodiversidad. Aunque el desarrollo y la civilización deberían significar

tecnología silenciosa.

Hay preocupación por la caza de ballenas, la pesca excesiva y sus métodos, la gran cantidad de basura y

aguas residuales que brutalmente llevamos a las fuentes de agua, los derrames de petróleo; pero muy

poco interés por el ruido con que el “homo sapiens” invade el mar, igual que como lo hace en tierra firme.

Las bolsas de plástico se ven, los efluentes también, la sangre de las ballenas se ve y tiene color. El ruido

no. Pero existe. Es omnipresente y todopoderoso sin ser Dios. Y es uno de tantos problemas en el agua y

en la atmósfera terrestre.

Una de las principales fuentes de ruido en los océanos es el sónar militar, que emite sonidos de hasta 235

decibeles. Es una técnica para comunicarse o detectar buques. Sonar también se le llama al equipo

utilizado, que permite generar y recibir sonidos. Otras fuentes son el transporte acuático, las

exploraciones de petróleo, la industria, comercio, dragado, construcción. Inclusive el aparentemente

inofensivo avistamiento de ballenas y actividades con fines de investigación pueden ser perjudiciales.

A veces se dan noticias sobre mortandad de peces o el varamiento o muerte de ballenas. Pero no se

relaciona esto con el ruido. Sin embargo, la creciente contaminación acústica en los mares pone en

peligro la vida de muchas especies. Igual que en el medio urbano, el ruido bajo el agua aumenta cada día.

Pensemos cuántas embarcaciones recorren los mares, cuántos puestos militares están tratando de

localizar barcos. Cuántos barcos de turistas, cuántos buscando bancos de peces. Leí que en el mundo

hay alrededor de 80 mil barcos pesqueros grandes (Y. Alaniz P. 2007). El informe de “Ecosistemas y

biodiversidad en aguas profundas y mares altos” (PNUMA-UICN, 2006), habla de alrededor de 3.5

millones incluidos los pequeños, y el uno por ciento son grandes buques industriales.

Durante los últimos sesenta años el ruido en el océano se ha duplicado en cada década. Además del

aumento del nivel sonoro y de las fuentes de ruido, el sonido en el agua puede llegar a largas distancias

con poca pérdida de energía, pues la velocidad aquí es, en general, de 1500 metros por segundo

(influyen variantes como profundidad, temperatura, presión, salinidad, etc.), mientras en la atmósfera

terrestre es de 343. Unas cinco veces mayor en el agua.

Hay animales marinos que dependen del sonido para comunicarse, orientarse, navegar, defenderse,

buscar alimentos, parearse y cuidar a sus crías. Tienen un sistema de ecolocalización mediante el cual

emiten sonidos y a la vez reciben el eco emitido por el entorno, lo que les permite detectar presas o

depredadores, comunicarse, orientarse. Pero los ruidos antropogénicos intensos enmascaran los sonidos

naturales del medio acuático, que les sirven de guía. O les dañan los oídos. Así, ya sea porque se

desorientan o para evitar los ruidos, cambian su ruta y dejan su hábitat, con consecuencias fatales.

Otra de las consecuencias del ruido en los océanos es el estrés o el pánico, por lo que las ballenas, por

ejemplo, suben rápidamente a la superficie, lo que les provoca el síndrome de descompresión, como les

sucede a los buzos. Después de estar en la profundidad, cuando suben se les forman burbujas de

nitrógeno que pueden pasar a la sangre y bloquear el sistema sanguíneo y dañar tejidos. También

pueden morir por hemorragia cerebral, meníngea y en otros órganos (L. Weilgart, 2008). Esto es parte de

los efectos del ruido en la fauna acuática, además de todo lo que no se sabe porque los cuerpos se van al

fondo de mares, lagos o lagunas.

Gracias a organizaciones defensoras de los animales y a la Coalición Internacional de Ruido Oceánico, se

han dado algunos pronunciamientos que piden mayor investigación y reducción del ruido. Y coordinación

internacional. Hay normativas nacionales y tratados internacionales para la protección de los animales,

que son aplicables; pero hacen falta leyes y tratados específicos relativos al ruido en el medio acuático.

Para el caso de aguas fronterizas debe haber una preocupación entre las partes involucradas, pues el

ruido no se queda en un paralelo ni en una boya. También habría que incidir en los estudios de impacto

ambiental, por ejemplo, en las exploraciones petroleras, en los permisos para turismo, etc.

Quizás esto nos parezca ajeno y más lejano de resolver que el ruido que invade nuestras viviendas y el

ámbito laboral. O pensemos que le compete al Derecho Internacional, a los gobiernos. O a instituciones y

organizaciones internacionales. Pero también aquí podemos contribuir, porque nada está aislado en el

universo. La biodiversidad es vital para la supervivencia en la Tierra. No podemos ser ajenos a lo que

pasa en el mundo subacuático.