domingo, 24 de abril de 2016

De lo más rara.... (IV)

En la entrada anterior explicaba alguna de las propiedades del agua. Debido a la extensión de las explicaciones me dejé en el tintero algunas de ellas. Sigamos con la explicación. De verdad, prometo que esta será la última entrada sobre el agua.

Gran capacidad disolvente y alta capacidad de disociación:


El carácter polar del agua y la posibilidad de formar enlaces de puentes de hidrógeno, le da al agua una constante dieléctrica elevada, lo cual la convierte en un excelente disolvente de sustancias iónicas y de sustancias polares, lo que hace del agua el medio por excelencia donde se dan todas las reacciones que hacen posible la vida y le da la capacidad de transportar sustancias en disolución (como ejemplo, pensad que el plasma sanguíneo transporta todos los nutrientes necesarios a las células que los requieran).

Modelo de la disolución por parte del agua (a la derecha) de una sustancia iónica (a la izquierda)

Y no sólo esto, sino que, además del medio donde tienen lugar las reacciones químicas que hacen posible la vida, ésta molécula tiene la capacidad de participar en estas reacciones. En las disoluciones, su alta capacidad de disociación hace que la molécula de H2O se disocie (de "descomponga") en dos iones: el OH- y el  H+, iones que son muy reactivos, es decir, que participan en numerosas reacciones químicas. Esta propiedad también es responsable de que el agua sea una gran conductora de la electricidad.

Tensión superficial, cohesión y adhesión elevadas:

Debido de nuevo a los enlaces de puentes de hidrógeno, las moléculas de agua están muy cohesionadas entre sí. Esto hace que sea más "fuerte" de lo que parece. La unión (de moléculas) hace la fuerza.
Por ejemplo. A todos nos ha pasado que nos hemos zambullido en una piscina ofreciendo, digamos, más barriga de la deseada. A quien le haya pasado recordará perfectamente el daño que hace. En cambio, si nos zambullimos con un elegante a la par que grácil estilo en el que la punta de nuestras manos estiradas es lo primero que entra, seguido de nuestros brazos (también estirados) y el resto de nuestro cuerpo en una posición lo más vertical posible, no sólo salpicaremos menos, sino que no sufriremos dolor físico alguno. En el primer caso hemos literalmente chocado con la superficie del agua. La fuerza entre las moléculas de agua en la superficie, llamada tensión superficial es la que nos ha causado el daño. En el segundo caso hemos roto esa tensión superficial (porque se ha ofrecido menos resistencia a la misma).
Esa tensión superficial superficial del agua no hay que tomarla a la ligera: puede  hacer trizas al casco de un avión que desgraciadamente se ha precipitado contra el océano.
Aunque hay seres vivos que pueden aprovechar esta tensión superficial, como puede verse en estos vídeos:



Esta fuerza de cohesión entre las moléculas de agua no sólo existe en la superficie, sino que sigue en profundidad. Pensemos en la forma de un submarino, de un barco, de una tabla de surf o en la  de los grandes peces o mamíferos nadadores, formas hidrodinámicas todas ellas,  expresamente diseñadas para romper esa cohesión y avanzar por agua de forma eficaz.

La formas hidrodinámicas permiten vencer a las fuerzas de cohesión entre las moléculas de agua

La cohesión puede darse también entre moléculas de agua y otras moléculas distintas (como pueden ser las paredes de los recipientes que la contienen). Se habla entonces de adhesión. Ambos conceptos (cohesión y adhesión) son importantes en fenómenos como la capilaridad, la cual consiste en la ascensión (y un poco de conducción de agua) líquida a través de tubos pequeños (llamados capilares). Fijaos que la palabra ascensión implica movimiento en contra de la gravedad: tal es la intensidad de este tipo de fuerzas. Como consecuencia práctica, diré que la capilaridad es muy importante en los fenómenos de absorción de agua por parte de las raíces de las plantas.


Para acabar el tema del agua, pondré un video de un experimento muy famoso, y muy faćil de hacer en casa, relacionado con la cohesión, adhesión y tensión superficial del agua. ¿Cuántas gotas puedes poner tú?

viernes, 19 de febrero de 2016

De lo más rara.... (III)

En la entrada anterior, expliqué el comportamiento extraño del agua se debía a su estructura molecular, la cual permitía forman enlaces débiles (pero muy numerosos), llamados puentes de hidrógeno, los cuales, al formarse y deshacerse continuamente conferían al agua una serie de propiedades. Veamos y expliquemos algunas de ellas y las consecuencias que tiene cada una.

Punto de fusión y ebullición elevados:

Exactamente a 0oC y a 100oC, lo que hace precisamente que el agua sea líquida en este intervalo de temperaturas. Puede parecer una perogrullada pero, salvo rarísimas excepciones en bacterias extremófilas, todos los seres vivos, los cuales dependen del agua como sustancia indispensables que es, viven dentro de este rango de temperaturas. No es casualidad que la búsqueda de vida fuera de la Tierra, se base en buscar precisamente lugares con agua líquida.

Elevados calor específico y calor de vaporización:

Dicho de forma fácil: elevado calor específico significa que al agua le cuesta mucho calentarse. Es la razón de que, aunque tengamos un buen calentador de agua en nuestras duchas, haya que esperar un poco a que el agua se caliente. Y al revés, por la misma razón, al agua le cuesta enfriarse (pensad en un termo de café o en la clásica bolsa de agua caliente). La consecuencia es que el agua es un termorregulador excelente: es capaz de "guardar calor". Entre otras consecuencias, esta propiedad hace que zonas costeras exista variaciones de temperatura más suaves que en el interior.

Relacionado con esto, el agua también posee un elevado calor de vaporización, lo que significa que necesita energía extra para evaporarse, es decir, al evaporarse "se lleva" energía. ¿Consecuencia? La eficiencia de la sudoración para eliminar calor de nuestros organismos. De nuevo la capacidad termorreguladora del agua.




La anómala variación de densidad en estado sólido:

La densidad máxima del agua tiene lugar a una temperatura de 4oC, es decir, que a temperaturas más bajas la densidad es menor. Esto es debido a que el agua, cuando se congela aumenta su volumen y por lo tanto, disminuye su densidad. Si recordamos lo que comenté en una entrada anterior sobre la densidad, la consecuencia más inmediata es simple y llanamente que el hielo flota en el agua líquida.

Por un lado, esto hace que la capa de hielo formada actúe como una especie de manta térmica, que protege a la vida acuática de las bajas temperaturas más extremas existentes al aire libre.
 

Por otro lado, si esto no fuera así, en la congelación invernal de ríos, lagos y océanos, el hielo formado se hundiría hasta el fondo, hasta congelar toda la masa de agua que lo forma, con lo cual no se posible la vida debajo de la capa de hielo, porque no habría capa de hielo, sino una enorme masa de hielo que constituiría un río, lago u océano congelado, el cual, por otro lado, no podría descongelarse con facilidad con la llegada de la primavera (debido a la propiedad del agua que hemos visto en el apartado anterior, haría falta muchísimo poder calorífico solar para fundir toda esa masa de hielo). En ese caso tal vez viviríamos en una especie de glaciación permanente.


Las moléculas de agua y sus propiedades no dejan de sorprender. Me temo que todavía quedan por explicar un par de estas fascinantes propiedades. Pero hacerlo aquí alargaría esta entrada demasiado para mi gusto (contendría demasiada información). Así que el resto de propiedades las dejo para la siguiente publicación, que prometo que será la última entrada dedicada a esta peculiar, importante e indispensable sustancia.

miércoles, 16 de diciembre de 2015

De lo más rara.....(II)


Saludos de nuevo! Como algunos de los muchos lectores que tengo se habrán dado cuenta, el blog ha estado parado durante una temporada, con la excepción de alguna que otra publicación compartida en la página del facebook. Sin entrar en detalles, diré que muchas cosas que parecen paradas en realidad no lo están. O que nos parecen paradas o no dependiendo del punto de vista que se observe lo cual es muy común en la ciencia.
¿Que por qué digo esto? Antes de seguir, os recomiendo que le echéis un vistazo a la entrada anterior, simplemente por recordar de qué estábamos hablando y por repasar algún que otro concepto. A modo de resumen, desvelamos que el agua (H2O), la sustancia más común e imprescindible de la vida, posee un comportamiento químico muy peculiar manifestado en que a temperatura ambiente es líquida (cosa que no ocurre con sustancias químicamente semejantes a ella) y que, al contrario que el resto de sustancias, cuando se congela disminuye su densidad (en lugar de aumentarla, que es lo habitual). 

Dejé en el aire explicar por qué esto es así. Para ello hay que tener en cuenta que la explicación la encontramos en el nivel molecular, es decir, en el punto de vista de las moléculas. ¿Cómo es el agua desde un punto de vista meramente químico? Una molécula de agua, (H2O)  está constituida por un átomo de oxígeno (O) y dos de hidrógeno (H), los cuales están formando un ángulo de 104,5 grados.

Distintos modelos que representan la molécula de agua
En la ilustración de mayor tamaño puede observarse la molécula de agua de forma más completa. El átomo de oxígeno, el más grande, consta de un núcleo de ocho protones (en rojo) además de los neutrones (que no se ven en la figura). A su alrededor, dispuestos en órbitas, giran los electrones (en realidad son muchísimo más pequeños que los protones. A escala real no se verían en la figura). Cada uno de los dos átomos de hidrógeno tienen un protón (de nuevo no aparece ningún neutrón en la imagen), alrededor del cual giran dos electrones. Si os fijáis, hay dos electrones que pertenecen a la vez a los hidrógenos y al oxígeno. Esto se llama una compartición de electrones y es la forma de establecer lo que se llama un enlace covalente entre los elementos que forman parte de la molécula de agua.

¿Y qué tiene que ver esto con las propiedades del agua, os preguntareis? Pues la clave está en una propiedad de los átomos llamada electronegatividad, que vendría a ser, dicho de una manera muy poco ortodoxa, como la avidez por los electrones. Cuando entre dos elementos que forman parte de una molécula, hay una diferencia grande de electronegatividades, se da una leve atracción de los electrones por parte del elemento más electronegativo. En el caso del agua, los electrones del hidrógeno (menos electronegativo)  se desplazan un poco hacia el oxigeno (más electronegativo). Consecuencia? Que en la parte del oxígeno hay una leve carga negativa y en las dos partes del hidrógeno hay una leve carga positiva: se ha formado lo que se conoce como un dipolo. Conclusión: el agua es una molécula dipolar.

Formación de un dipolo en la molécula de agua





Como es extremadamente difícil, por no decir imposible, tener sólo una molécula de agua aislada, es bastante lógico deducir que si hay muchas moléculas de agua (lo cual siempre ocurre), hay muchos dipolos, con sus partes positivas y sus partes negativas, los cuales van a sufrir atracción entre ellos: las partes positivas hacia las partes negativas, y viceversa. Es más. Esa atracción es bastante débil, pero hay muchas. Lo que ocurre puede describirse como un gran baile entre moléculas de agua con múltiples cambios de pareja: estas atracciones, llamadas enlaces de puentes de hidrógeno, se forman, se deshacen, se vuelven a formar y se vuelven a deshacer, en una sucesiva danza interminable.


Aunque resulte raro, esta es la razón de por qué el agua exhibe tan extrañas propiedades, que la hacen ser la sustancia más común e imprescindible de la vida. Las propiedades de las que hablo son varias. Por ahora sólo he hablado de dos de ellas (ser líquida a temperatura ambiente y densidad más reducida cuando está congelada). Pero aun hay más, que no hacen más que confirmar su carácter especial. De estas (y otras) propiedades y de sus consecuencias hablaré en la próxima entrada.

lunes, 13 de abril de 2015

De lo más rara....(I)

Hoy voy a hablar de una de las sustancias más extrañas que existen. Extraña desde el punto de vista químico, refiriéndome concretamente a su comportamiento químico. Veremos que es precisamente la estructura química de esta sustancia la responsable de este comportamiento....digamos peculiar.

¿A qué me estoy refiriendo cuando hablo de comportamiento químico peculiar?

Antes de continuar repasemos de una forma muy sencilla qué es eso de la estructura química. 
Escojamos por ejemplo un trozo de hierro. Si partimos por la mitad ese trozo de hierro, pues evidentemente tendremos dos trozos de hierro y cada trozo de hierro seguiría siendo hierro, es decir, tendría todas esas propiedades y características que hacen que el hierro sea hierro (conduce la electricidad, es atraido por un imán, etc). Bien. Si pudiéramos romper, dividir, ese hierro en fracciones cada vez más pequeñas de forma indefinida al final tendríamos la mínima unidad de hierro que continua siendo hierro (pues si siguiéramos dividiendo, el resultado ya no sería hierro). Es justo en este momento (cuando tenemos la mínima unidad posible de hierro) cuando, damas y caballeros, os presento al átomo de hierro.

El hierro (Fe) dentro de la Tabla Periódica
Al tipo de sustancia constituida por átomos de la misma clase se le llama elemento químico (en nuestro ejemplo tendríamos el elemento hierro). Todos los elementos químicos conocidos se clasifican en una especie de tabla de doble entrada en función de sus propiedades, denominada Tabla Periódica de los Elementos, desarrollada en su mayoría por el químico ruso Dmitri Mendeléyev.

Pues bien. Los elementos pueden combinarse de forma relativamente sencilla para formar lo que se conoce como moléculas. Una molécula es una sustancia (fruto de la combinación de elementos) cuyas propiedades son exclusivas de esa molécula, es decir, que sus propiedades, sus características, son distintas de las de otra molécula diferente y de los elementos que la componen. Mejor siempre con un ejemplo. Existe una molécula que se llama amoniaco, la cual está constituida por los elementos nitrógeno e hidrógeno en combinación 1:3, es decir, tres átomos del elemento hidrógeno unidos a un átomo del elemento nitrógeno.

Formas de representar a la molécula de amoníaco
El amoníaco tiene una serie de propiedades (que le permiten ser bueno en la limpieza del hogar, por ejemplo) distintas de las propiedades de otra molécula (como puede ser el ácido sulfúrico o cualquier otra) y distintas de las propiedades tanto de nitrógeno como del hidrógeno por separado.

Y dicho esto, ya podemos continuar con nuestra extraña sustancia, el comportamiento de la cual es debido a su estructura química, a la estructura de sus moléculas ¿Por qué es rara? Por varias razones. En principio diré solo dos.

Primero. Esta sustancia es líquida a temperatura ambiente, cosa extraña, ya que sustancias muy parecidas químicamente a ella, son gaseosas. Esto ocurre porque su punto de ebullición (temperatura a la cual los líquidos se transforman en gases) es anormalmente alto si lo comparamos con sustancias con estructura química similar.

Por otro lado. Todas las sustancias se contraen (disminuyen su volumen) cuando bajan las temperaturas (y ya no os digo si las temperaturas bajan tanto como para alcanzar el estado sólido, es decir, cuando se congelan). Pues no sé de dónde habrá salido pero esta sustancia cuando se congela hace todo lo contrario: aumentar de volumen.
Relacionado con esto recordemos lo que es la densidad. Es la relación entre la masa y el volumen de un objeto o de una sustancia. En términos matemáticos es el cociente entre estas dos magnitudes, lo cual significa que si en dos casos la masa es la misma, la sustancia que tenga menos volumen será más densa y la que tenga más volumen será menos densa. Conclusión: nuestra extraña sustancia cuando se congela disminuye su densidad, cuando el resto de sustancias la aumenta. Esta característica tiene implicaciones de las cuales hablaré más adelante.
Nuestra sustancia pasa desapercibida siendo cotidiana. Por cierto, ¿y Wally?

A estas alturas ya os estareis preguntando qué sustancia es esta y dónde se esconde. En qué extraño rincón de la galaxia podemos encontrar esta rareza. Bueno, el problema con las rarezas es que a veces se hace muy difícil descubirlas. Y nuestra sustancia es una auténtica especialista en la materia. Por cualquier película de intriga o de espías que se precie, de todos es conocido que la mejor forma de pasar desapercibido/a es en un lugar público, lleno de gente, sin llamar la atención. Pues es precisamente eso lo que hace nuestra sustancia: sus propiedades pasan desapercibididas siendo simplemente y llanamente una de las sustancias más comunes y familiares de nuestro planeta y una molécula esencial para cualquier ser vivo, ya que sin ella la vida ni funcionaría ni existiría. Si aun no sabes cual es la sustancia misteriosa, deja de leer, levántate, ves a la cocina o el cuarto de baño y abre el grifo. Sí. Es correcto. ¿Sabíais que el agua era tan rara?



Pues concluyo esta entrada precisamente desvelando la identidad de esta molécula de propiedades tan peculiares. El porqué de esas propiedades (y de otras que aun no he nombrado) lo explicaré en la siguiente entrada.

domingo, 18 de enero de 2015

Esculturas en la roca

En esta entrada voy a escribir menos, ya que las verdaderas protagonistas son las imágenes. A veces, la Naturaleza nos sorprende con unos paisajes que van desde lo caprichososo a lo espectacular. Hay veces que algo tan aparentemente arduo como las rocas, consigue formas de enorme belleza.
Explicaré alguna cosa, y es la clave de este modelado tan característíco, el cual tiene un nombre: karst. Así. Como suena. El nombre se debe a una región de Eslovenia, donde dominan este tipo de paisajes, sobre todo en lo que a las cuevas se refiere:



En este tipo de paisajes (y en el de las imágenes que vereis a continuación), hay dos claros protagonistas. El primero son las rocas calcáreas, que son las que dominan la zona. Este tipo de rocas sedimentarias están hechas de una sustancia química que se llama carbonato de calcio, responsable en otros contextos de la dureza del agua (y de que se estropeen las lavadoras).
El segundo protagonista es un proceso geológico de desgaste de la roca llamado meteorización química, en concreto, la disolución de la roca.
La roca calcárea (también llamadas caliza) es tremendamente sensible al ataque de cualquier sustancia ácida y, el agua de la lluvia, de nuestros ríos y lagos, es ligeramente ácida (eso ocurre porque se mezcla con el dióxido de carbono del aire). Poco a poco (el proceso dura muchísimos años), el agua va deshaciendo, (disolviendo) las calizas y van formándose formas caprichosas, cavernas, grutas, cuevas, galerías, hundimientos de terreno, simas, ríos subterráneos (debido al agua que se va infiltrando), dando así forma al paisaje.
Además, en el interior de las cuevas se da el proceso contrario a la disolución: la precipitación química. Con el aumento de la temperatura, el agua que ha disuelto las rocas puede evaporarse gota a gota dejando una pequeña cantidad de carbonato de calcio. Gota a gota, poco a poco, van formándose estructuras rocosas alargadas, columnas de rocas, estalagmitas, estalagtitas y un amplio etcétera.
Para acabar, os dejo con estas imágenes, consecuencia de este tipo de procesos:

Parque Nacional de Mammoth Cave, Kentucky (Estados Unidos)

Macizo de Montserrat, Barcelona (España)
Dolina, forma de hundimiento del terreno, de Covadonga, Asturias (España)
Paisaje kárstico del Sur de China
Cueva de la Flauta de Caña, Guilin, China
Guilin, China
Guilin, China

domingo, 28 de diciembre de 2014

Sextos sentidos



    



   “Volverán las oscuras golondrinas
    en tu balcón sus nidos a colgar,
    y otra vez con el ala a sus cristales
    jugando llamarán."
                                         (Gustavo A. Bécquer)







Se estima que 200 millones de ejemplares de esta gran viajera vuelan cada año de Eurasia a África. Nacidas en Europa occidental, atraviesan en otoño la Península Ibérica para dirigirse a la parte más occidental del desierto del Sahara, donde pasarán el invierno para luego regresar. De algunos ejemplares se sabe que llegan hasta el Congo, Botswana e incluso Sudáfrica.
Como la mayoría sabréis, aves migratorias hay muchísimas. Gracias a numerosas técnicas se conocen con bastante exactitud sus rutas. Pero lo que no está tan claro es cómo lo hacen. ¿Cómo se orientan? ¿Consultan un mapa? ¿Tienen un gps incorporado? 



A pesar que se ha descubierto que el sentido del olfato y de la detección de luz UV se ven implicados en la orientación y que la experiencia del ave en cuestión ayuda bastante a no equivocarse de camino, parece bastante lógico pensar que, por muy específico que sean su memoria, su capacidad de seguir al grupo y sus sentidos del olfato y de la vista, ha de haber alguna percepción extra que la ayude a tan increíble sentido de la orientación. 
No le deis más vueltas. Esas percepciones extra existen. Son sentidos no clásicos, es decir, sentidos que nos son los clásicos vista, tacto, olfato, gusto y oído, muy típicos de los humanos. Si ya hemos visto en anteriores entradas que la percepción dentro de estos cinco sentidos difiere de unas especies a otras, en esta entrada voy a ir un poco más allá y voy a hablar de otras percepciones, otros sentidos, que nosotros como especie simplemente no tenemos, pero otras especies animales sí. Claro. Hay una dificultad a la hora de entender algo así: que es muy difícil imaginárselo, ya que ninguno de nosotros nunca lo ha experimentado. 

Dejemos pues un momento de lado a las aves migratorias para explicar en general qué pueden detectar algunas especies animales que no podemos detectar nosotros como personas humanas.

Empezaré por la percepción de velocidades y aceleraciones de corrientes locales de agua. Puede que a tí no te diga absolutamente nada. Pero si vivieras en el agua puede que tu vida dependiera de ello. Es lo que le pasa a los peces. Son capaces de detectar cambios en las pequeñas corrientes de agua (las cuales producen ondas en la misma), los cuales pueden significar que se acerca un deprededor, que has de esquivar algún obstáculo o que tus compañeros del cardúmen se están moviendo y nunca, nunca, es bueno separarte del grupo. Y lo consiguen gracias a unos órganos sensoriales que recorren longitudinalmente los laterales del pez. De ahí su nombre: línea lateral. La próxima vez que vayáis a una pescadería fijaos en los lados del pescado (en algunos se ve mejor que en otros).

Detalle de la línea lateral de los peces
Sigamos en el agua. Todos los seres vivos, incluidas las personas, producen un débil campo eléctrico cuando se hallan sumergidos en el agua, es decir, producen electricidad, la cual puede detectarse o incluso generarse. La llamada electrorrecepción puede ser de dos tipos: la electrorrecepción pasiva (muy típica de las rayas y los tiburones) que consiste simplemente en detectar estos débiles campos eléctricos con la misma pasividad con la que nuestros oídos captan el sonido o la electrorrecepción activa, mediante la cual, y gracias a un mecanismo muy parecido al que emplean los murciélagos con los ultrasonidos, generan un débil campo eléctrico para luego recibirlo y percibir los cambios que se han producido en éste. Gracias a la electrorrecepción, estos peces pueden identificar obstáculos, posibles presas o incluso encontrar pareja. Hay especies (rayas torpedo, anguilas eléctricas) que incluso son capaces de generar descargas más intensas y utilizarla en ataque y defensa.

Con la electrorrecepción un tiburón tendría siete sentidos: gusto, tacto, electrorrecepción pasiva, vista, presión de las corrientes locales de agua mediante la línea lateral, olfato y oído



Y, para acabar con este grupo de sextos sentidos (algunos me dejo en el tintero) volveremos al principio de la entrada, donde hablaba de una percepción extra que tienen las aves para orientarse en sus migraciones. Se ha visto, aunque no se sabe cómo, que algunas aves pueden orientarse por el Sol y las estrellas, como ya hacían los marineros antes del gran invento que supuso para la navegación la brújula. Después la aguja imantada que se orientaba según el campo magnético de la Tierra, fue el no va más en orientación.
Pues bien, se ha descubierto que en el cuerpo de algunos animales (abejas, truchas) hay pequeños cristales de magnetita, un mineral altamente magnético, que, como tal, puede orientarse siguiendo el eje magnético de la Tierra como si de una brújula interna se tratara. 
Aunque se desconoce el mecanismo, se sabe que otros muchos animales migratorios (como aves, tortugas marinas, salmones y ballenas) poseen también está sensibilidad magnética, de gran ayuda en tan largos viajes (y sin necesidad de gps).

domingo, 23 de noviembre de 2014

Ver escuchando



El 10 de abril 1912, un trasatlántico zarpó de Southampton (Reino Unido) rumbo a Nueva York (Estados Unidos). Jamás llegó a su destino. El nombre del barco era el RMS Titanic. Dudo que haya algún lector que ignore qué pasó y que el barco había sido calificado de insumergible. El choque contra un iceberg fue el causante del hundimiento, sin duda, uno de los mayores naufragios de la historia ocurridos en tiempo de paz.
Puede que fuera casualidad, pero justo un mes después del hundimiento, la Oficina Británica de Patentes concedió al  meteorólogo inglés Lewis Fry Richardson la primera patente del mundo sobre un dispositivo que permitía utilizar las ondas sonoras en el agua para localizar objetos, lo que más tarde se conocería como SONAR (Sound Navigation And Ranging, es decir, navegación por sonido).
Una cosa está clara. Si a bordo, el Titanic hubiera tenido este dispositivo operativo, no se habría hundido y James Cameron no hubiera dirigido su galardonada película, unas cuantas  décadas después.
La investigación aumenta rápidamente cuando hay buenas razones para ello, aunque las razones no sean muy altruistas. Detectar submarinos enemigos fue una necesidad imperiosa durante la Primera Guerra Mundial. Y en la Segunda. Y en la Guerra Fría. Y el SONAR se desarrolló de una forma más que notable. En todos los mares del mundo pronto se oirían sonidos como este:

Y todo esto a la larga permitió, además de localizar barcos, submarinos e icebergs, nada más y nada menos que cartografíar los fondos marinos con la misma precisión que los mapas terrestres. Pronto llegaría el turno de la aplicación de este dispositivo en la industria pesquera, ya que también permite localizar, grandes bancos de peces.

Pero ¿cómo funciona el SONAR? Muy sencillo. La animación casi se explica por sí misma. Por una lado existe un emisor de ondas sonoras (pueden utilizarse una amplia gama de frecuencias) y un receptor. Cuando las ondas emitidas “chocan” con un obstáculo, el sonido, como buena onda, se refleja, es decir, rebota. El sonido reflejado es recibido por el receptor. En función del tiempo que tarda en recibirse, se puede estimar la distancia a la que se encuentra el obstáculo.
Si se trata esta información mediante ordenadores, ésta puede traducirse en forma de  imágenes, mapas, distancias, etc.
Mapa de un fondo submarino obtenido mediante técnicas de sonar


Las aplicaciones tecnológicas de este fenómeno son numerosas y son las distintas especialidades de la medicina las que se llevan la palma en utilizar las ondas sonoras (y aquí incluyo ondas ultrasónicas) para poder observar el interior del cuerpo humano sin tener que recurrir a la cirugía. La obstetricia (especialidad que se encarga de todos los procesos relacionados con el embarazo) se beneficia notablemente de esta propiedad del sonido, pudiéndose obtener imágenes como estas:
Ecografia de un feto de 12 semanas. Imagen obtenida por Wolfgang Moroder
Ecografia 3D de un feto de 29 semanas



Lo que cuesta más creer es que esta tecnología del SONAR ya viene de serie en diversas especies animales. ¿Qué quiero decir con que viene de serie? Pues que es una cualidad innata en ellos. Utilizan este sistema de forma natural. El fenómeno de ver a través del sonido en el mundo natural se conoce como la ecolocación y es utilizado por diversos mamíferos (murciélagos, delfines, cachalotes) y por algunas aves (guácharo, vencejos), que utilizan este sistema emitiendo y recibiendo ultrasonidos para orientarse en condiciones de poca visibilidad (a veces convirtiendo este sentido en prioritario sobre los demás, por ser clave en su supervivencia). La información que reciben estas especies a través de este sistema son, por supuesto, distancias, pero también tamaños, acercamientos o distanciamientos, ya sean obstáculos o presas.
Ecolocación utilizada por un murciélago para cazar en la oscuridad

Ecolocación utilizada por un delfín para localizar a una presa