Atrapan insectos ondas ultrasónicas de alta intensidad, sin lastimarlos

ANA KAREN GARCIA HERNANDEZ. ………………….

Para estudiar la percepción y el comportamiento de insectos sin causarles daño, Víctor Ulises Lev Contreras Loera, investigador del Instituto de Ciencias Físicas (ICF), de la UNAM, encabezó el desarrollo de una trampa acústica en la cual moscas y abejas levitan mediante un entramado de ondas ultrasónicas de alta intensidad, imperceptibles para el oído humano y el de estos ejemplares.

En el Laboratorio de Óptica y Acústica de dicha entidad universitaria, con sede en el campus Morelos, el físico y sus colaboradores elaboraron esos artefactos formados por dos estructuras enfrentadas que crean una cavidad donde campos acústicos demasiado intensos y enfocados generan ondas estacionarias capaces de apresar materiales diversos.

“En la naturaleza, cuando dos ondas se propagan en sentidos contrarios, se produce una onda acústica estacionaria que aparenta que no se está propagando y cambia la amplitud de la presión en algunos puntos, pero en otros no. Esos últimos se llaman nodos de presión, y en ellos se pueden atrapar objetos”, explicó el investigador.

Este fenómeno se basa en la interferencia, propiedad fundamental de las ondas que les permite sumarse o cancelarse entre sí. “La onda estacionaria surge de la interferencia donde las ondas se están propagando en direcciones opuestas en el aire. Nuestro trabajo aprovecha una condición física muy específica llamada resonancia, en la cual la amplitud de la onda es máxima”.

Para generar esa condición, el equipo científico utiliza arreglos de pequeñas bocinas que emiten ondas ultrasónicas. Es importante tener el sistema construido de tal manera que las emitidas y reflejadas interfieran eficientemente. El dispositivo se ajusta de manera precisa para concentrar la mayor intensidad posible en el centro de la trampa, donde generalmente se capturan los elementos.

Aunque diversos laboratorios en el mundo han logrado capturar objetos de geometrías simples, como esferas, el equipo del ICF llevó a cabo una estrategia para inmovilizar organismos vivos de formas más complejas.

Hacerlo con un insecto de manera estable es un reto debido a su geometría irregular. Para lograrlo jugamos con la intensidad y con la fase de las ondas acústicas, generando una onda estacionaria más compleja capaz de capturar cosas alargadas sin que se desestabilicen o roten. Es una particularidad de nuestras invenciones, destacó.

Durante los últimos seis años, Contreras Loera y su grupo de colaboración han trabajado en el diseño y perfeccionamiento de estos dispositivos, ampliando sus capacidades y aplicaciones potenciales.

“Atados”. Una aplicación concreta de este dispositivo llegó en 2022 cuando personas investigadoras de la Universidad de Aix-Marsella, en Francia, se comunicaron con Contreras Loera para contar con un dispositivo, a fin de indagar insectos vivos sin alterar su comportamiento natural ni causarles daño.

Es una investigación multidisciplinaria en la que requerían sustituir los métodos de atado convencional que emplean ceras o adhesivos para inmovilizarlos durante experimentos. La ventaja del ultrasonido es que facilita mantener al organismo suspendido sin contacto físico y sin interferir con las mediciones. “Utilizar sonido dentro del rango audible resultaría impráctico debido a su intensidad, pues sería extremadamente molesto, comparable al generado por una turbina de avión”, precisó.

Los levitadores acústicos utilizan ondas que están por encima del rango audible de las personas y de numerosos seres vivos. El que escuchamos lo llamamos sonido y está entre 20 hertz y 20 kilohertz. Empleamos frecuencias de 40 kilohertz para que el dispositivo no sea invasivo para los que quedan atrapados o “atados” acústicamente.

Desde Cuernavaca, el equipo universitario envió los artefactos a Francia y colaboró a distancia durante tres años en un proyecto con “moscas de las flores”, semejantes a las abejas, en las cuales estudian aspectos estadísticos y su caída libre. El trabajo se publicó recientemente en Annals of the New York Academy of Sciences.