Y la física se metió con los insectos

(C) Prensa UNL - El Litoral

Cantan todas juntas y casi parecen una sola, con un sonido tan estridente que más de una vez no nos deja dormir la siesta, en las tardes de más calor. Sabemos que cantan en grupo, pero los coros de chicharras, ¿son afinados? Un equipo de investigadores de la Universidad Nacional del Litoral (UNL) se dedicó a descubrir cuál es la matemática oculta detrás de la afinación. Diseñaron un modelo que explica cómo funciona su dinámica, para saber si efectivamente, las chicharras afinan o no.

Con los oídos aguzados, físicos y biólogos por igual, se dedicaron a recolectar chicharras, identificarlas y poner a prueba su canto. El objetivo: saber si cuando están juntas tienden a cantar una misma nota, es decir, si tratan de hacer coincidir la frecuencia del sonido.

“Las chicharras parecen sincronizarse en su canto, pero la pregunta es si están afinadas. El concepto sincronización es temporal, mientras que la afinación tiene que ver con la frecuencia”, explicó el Dr. Pablo Bolcatto, docente e investigador de la Facultad de Ingeniería Química (FIQ) y Facultad de Humanidades y Ciencias (Fhuc) de la UNL.

Compararon los registros del sonido de las Quesada gigas -también conocidas como coyuyos- cuando cantaban solas, en coros naturales, y un coro artificial. De esta experiencia los investigadores pudieron concluir que si bien las chicharras no se afinan como lo hacen los cantantes, tampoco están completamente desafinadas. “Hay una especie de afinación porque algo se escuchan entre sí, pero no prestan suficiente atención para hacerlo completamente”, explicó el Dr. Raúl Urteaga, investigador del Instituto de Tecnología para el Desarrollo de la Industria Química (Intec) dependiente de la UNL y el Conicet, y docente de la FIQ.

Este trabajo del campo de la Biofísica es el único estudio sobre chicharras, que se realizó en el último medio siglo, en el país.

Matemática de la afinación

Que el escuchar un canto nos produzca una sensación placentera o no, no suena muy científico, pero algo de eso hay oculto. De hecho, los investigadores lograron describir a través de un sistema de ecuaciones, cómo llegan los individuos a cantar la misma nota, nada menos que la dinámica de la afinación.

Para descubrirlo, experimentaron con un coro de personas. Tras pedirle a un par de miembros que comiencen cantando dos notas diferentes y luego lleguen a interpretar la misma, los investigadores registraron los sonidos y los analizaron para entender cómo ocurre. Así, al graficar esto en un sonograma, se puede ver que cuando las personas cantan afinadamente, las frecuencias se superponen de manera precisa, como si fuera una única voz. Esta es la dinámica que luego interpretaron para conformar un modelo matemático y fenomenológico. De esta manera desarrollaron una herramienta para cuantificar el grado de afinación de un sistema.

El modelo toma en cuenta el timbre y la nota con la que empezó a cantar cada una de las personas. Además, incorpora un parámetro que expresa cuánto se está escuchando un sujeto al otro. “Indica qué tan receptivo está un sujeto a modificar su frecuencia tratando de alcanzar la del otro. Si no se escuchan si ese valor es cero-, no hay posibilidad de afinarse”, detalló Urteaga.

Este modelo se diseñó en base a las experiencias con cantantes, pero los investigadores lo aplicaron para estudiar el canto de las Quesada gigas.

“Las chicharras son más complicadas porque no tienen su primer armónico a dos veces exactas de su frecuencia fundamental, como las personas, y su espectro de frecuencias tiene otra serie de picos. Es un sistema intrínsecamente más difícil de afinar, que los cantantes”, afirmó Bolcatto.

Cuando todos los insectos cantaban al unísono, no se alcanzaba un estado de afinación completa, pero tampoco se comportaban como si la interacción acústica fuese nula. “Esa idea salió de la realidad, porque teníamos algunas grabaciones donde había un par que cantaban muy afinadamente. Vimos que había cierta tendencia a afinarse de a dos, entonces empezamos a aplicar así el modelo”, contó.

“El modelo nos permite interpretar ese estado de pseudoafinación, como el de un coro numeroso que se afina parcialmente, o segmentadamente, de a parejas”, resumió Bolcatto.

Más que física

La pregunta por la afinación del canto derivó no sólo el estudio físico del sonido, sino en toda otra serie de cuestiones ligadas a la biología de los insectos de la familia de los cicádidos. En ello colaboró la profesora Ana María Gagneten de la Facultad de Humanidades y Ciencias (Fhuc) de la UNL junto con los estudiantes Cecilia De Santis y Adrián Perri y la licenciada Celeste Medrano, del Museo “Florentino Ameghino”.

En un trabajo digno de detectives, los investigadores recorrieron distintas zonas de la ciudad, con los oídos bien atentos, buscando las chicharras a través de sus sonidos y capturándolas para poder identificarlas. Esa tarea tampoco fue fácil. “Para identificar una especie, hay claves que señalan distintas características que son las que permiten distinguirla. Pero para chicharras no había, por lo que fue más difícil el proceso”, dijo Bolcatto.

En total, encontraron seis especies diferentes y cada una produce un sonido específico, aunque en todos los casos, es una habilidad exclusiva de los machos. El sonido se genera por la vibración de unas membranas a partir de la expansión y contracción de músculos abdominales. Esas vibraciones resuenan porque el insecto es hueco, algo similar a lo que ocurre cuando se sopla en la boca de una botella.

Del trabajo de identificación de especies, surgió conocimiento de su distribución en el país, de lo que sólo se contaba con un registro incompleto de hace 60 años.

Además, el equipo hizo el catálogo de cicádidos para el Museo de Ciencias Naturales “Florentino Ameghino”, donde colaboró también un experto de la Barry University de Estados Unidos, en la identificación de las especies. Este trabajo sirve de referencia para estudios que se están realizando en países tan remotos como Australia, Inglaterra o Sudáfrica.

Los investigadores sostienen que hay una especie de afinación entre las chicharras, aunque se diferencia de la afinación de los cantantes humanos.

Foto: Archivo El Litoral

 

 

Quesada gigas.