No me ves pero me escuchas

Acústica para el monitoreo de mamíferos marinos y las actividades antrópicas que los afectan

Por Angela Recalde-Salas y Chandra Salgado Kent (Centre for Marine Science and Technology, Curtin University, Australia).

Figura 1. Ballena azul (Balaenoptera musculus) en Geographe Bay, Australia occidental (Chandra Salgado Kent).

Figura 1. Ballena azul (Balaenoptera musculus) en Geographe Bay, Australia occidental (Chandra Salgado Kent).

El grupo de mamíferos marinos, del cual forman parte la carismática ballena jorobada, los acrobáticos delfines y la amenazada vaquita, tiene un rol fundamental en la ecología de los océanos, y constituye un grupo importante para la economía de comunidades costeras que dependen del ecoturismo.

El desarrollo costero está impactando la calidad del hábitat de estas especies. Actividades como exploraciones sísmicas, construcción de puertos y tránsito de embarcaciones han contribuido al deterioro de la calidad del agua y el valor ecológico de los sistemas, así como al incremento de los niveles normales de ruido subacuático, generando un nuevo tipo de polución: la contaminación por ruido.

La contaminación por ruido puede ocasionar impactos físicos, fisiológicos, comportamentales y/o ecológicos en las especies en un corto o largo plazo. Como respuesta a esta presión, la comunidad científica, entidades gubernamentales y no gubernamentales han desarrollado programas y estrategias de monitoreo acústico pasivo (PAM por su nombre en inglés). Estos programas tienen como objetivo no solamente monitorear el estado de las especies sino también las actividades antrópicas que las afectan.

Los mamíferos marinos utilizan sonidos para diferentes actividades que incluyen comunicación, navegación, alimentación, reproducción, entre otras. Esto facilita el uso de monitoreo acústico, el cual es en muchas ocasiones preferido sobre métodos de monitoreo visual porque es más económico, se puede implementar por periodos largos de tiempo, y es independiente de las condiciones climáticas. Adicionalmente, ofrece áreas de monitoreo más amplias dado que los sonidos pueden ser detectados a grandes distancias, y además es completamente independiente, es decir no crea ruido adicional en el sistema a monitorear, por lo cual es ideal para determinar impactos por ruido. A pesar de sus ventajas, hasta el momento no existen protocolos estandarizados para este tipo de monitoreo. Por lo general, industrias y gobiernos tienen guías generales que pueden o no cumplir con los requisitos mínimos necesarios para un monitoreo efectivo.

Un ejemplo de monitoreo acústico es ‘Southwest Whale Ecology Study’ (SouWEST), el cual se realiza en Geographe Bay – Australia Occidental. Geographe Bay es uno de los pocos lugares donde se pueden observar ballenas azules (Balaenoptera musculus) y jorobadas (Megaptera novaeangliae) migrando cerca a la costa (Figura 1). Por esta razón, el avistamiento de ballenas es una de las actividades económicas importantes de la región. Esta actividad puede afectar las especies debido a contaminación por ruido; por lo tanto, es importante monitorear su estado y los niveles de ruido generados por embarcaciones, y para esto se necesita desarrollar protocolos de monitoreo óptimo.

En nuestro estudio, utilizamos acústica para monitorear la migración de ballenas jorobadas y azules en Geographe Bay y obtener información de migraciones, estimar rangos de detección de sonido en diferentes condiciones de ruido y caracterizar sus vocalizaciones. Esta información permite generar parámetros para el desarrollo de protocolos para monitoreo eficiente de ballenas, los cuales pueden ser utilizados en planes de manejo por entidades gubernamentales.

Las dos especies de estudio son acústicamente muy diferentes. Mientras la ballena jorobada es una de las especies más estudiadas, vocaliza en rangos de frecuencia medios, es muy activa vocalmente y tiene un tamaño poblacional alto, la ballena azul es menos estudiada, menos activa vocalmente, vocaliza en un rango de frecuencia bajo y es una especie con una población mucho más reducida. Estas diferencias permiten observar las limitaciones y ventajas del método y definir protocolos más flexibles.

Identificando presencia de especies, estableciendo rangos de detección y describiendo el ambiente de ruido subacuático

En este estudio se analizaron grabaciones de noviembre a diciembre para los años 2008 – 2012. Adicionalmente, se realizaron observaciones visuales para complementar la información acústica obtenida. Las grabaciones fueron analizadas mediante espectrogramas que permiten visualizar los sonidos (Figura 2). La diferencia en la frecuencia de vocalización de cada especie facilitó la identificación inicial de los sonidos, la cual fue apoyada mediante literatura. Sin embargo, es muy común encontrar señales nuevas, en donde la identificación de la especie emisora del sonido requiere de observaciones visuales que permitan verificar el origen de la señal. En este estudio, las observaciones visuales facilitaron la identificación de cinco vocalizaciones nuevas para ballenas azules. Adicionalmente, en diversas ocasiones las cantidad de grupos de ballenas a los detectados mediante acústica; esto fue particularmente notorio para ballenas jorobadas. En esta especie, las hembras con crías vocalizan menos que los machos. Por lo tanto, aunque el monitoreo acústico puede generar una gran cantidad de información, puede también presentar un alto grado de incertidumbre. Si los protocolos de monitoreo no consideran la variabilidad en las tasas de vocalización entre especies y dentro de las cohortes de las poblaciones, es posible sesgar el monitoreo a ciertas partes de la población o ciertas especies.

Figura 2. Ejemplo de espectrograma. Se indican algunas señales biológicas y antrópicas identificadas Geographe Bay. La barra de color indica la intensidad / distancia del emisor, señales cercanas al rojo son más intensas y cercanas.

Figura 2. Ejemplo de espectrograma. Se indican algunas señales biológicas y antrópicas identificadas Geographe Bay. La barra de color indica la intensidad / distancia del emisor, señales cercanas al rojo son más intensas y cercanas.

Otra parte importante del monitoreo acústico es establecer distancias máximas de detección de la especie de estudio. Para esto es necesario conocer las características batimétricas y geológicas del suelo marino, las cuales dependiendo de su composición facilitan la transmisión del sonido.

Dependiendo de la frecuencia, ciertas señales pueden propagarse a mayores distancias que otras. En Geographe Bay, la estimación del rango máximo de detección de ballenas azules, las cuales vocalizan a menos de 100 Hz, es de 6–8 km. Para ballenas jorobadas, con vocalizaciones en frecuencias promedio de 200–500 Hz, el rango puede alcanzar los 20–30 km. En este punto, es importante considerar el ruido ambiental y antropogénico del área. Dependiendo de las características geomorfológicas, los niveles de ruido pueden cambiar dependiendo de la intensidad de corrientes y oleaje, la presencia de embarcaciones o actividades sísmicas. En Geographe Bay, la presencia de embarcaciones en muchos casos duplicó los niveles de ruido en el área, y redujo el área de detección de ballenas jorobadas a 10–20 km y de ballenas azules a 4 km. Adicionalmente, cuando las señales de actividades antrópicas se registran en la misma frecuencia a la de la especie de estudio, es posible que la vocalización no se detecte y por lo tanto se “enmascare” la presencia de una especie.

Consideraciones para el desarrollo de planes de monitoreo acústico

Con base en los resultados podemos decir que la estandarización de programas de monitoreo acústico es compleja. Sin embargo, hay ciertos parámetros indispensables:

  1. Especie o grupo de especies a monitorear: si el programa va dirigido a una especie en particular, el conocimiento teórico de la frecuencia de vocalización ayudará a identificar la presencia de la misma y permitirá definir el tipo de equipo utilizar, alta/baja frecuencia o las dos. Si el monitoreo es generalizado, una lista de especies potenciales presentes en el área puede ayudar con la identificación de especies y reducir la incertidumbre. Es importante recordar que se pueden presentar sonidos cuyo emisor no puede ser identificado sin observaciones visuales.
  2. Niveles de ruido y transmisión de sonido: el área de transmisión de sonido depende de las características geomorfológicas del área, es diferente para cada frecuencia y es altamente afectada por los niveles de ruido. Por lo tanto, las estrategias de monitoreo deben ser flexibles y considerar dichas características para así establecer el área de monitoreo efectivo.
  3. Acústica ecológica y detección imperfecta: dado que el monitoreo acústico se basa en individuos vocalizando, es importante maximizar las probabilidades de detección de especies o cohortes con tasas de vocalización bajas. Esto se logra mediante tiempos de grabación de longitud adecuada o un mayor número de grabadoras. Lo mismo aplica para áreas con altos niveles de ruido o durante actividades antrópicas que producen ruido con una duración prolongada.

Entonces, ¿Qué podemos concluir? Lo más importante es comprender que no todas las áreas, especies y actividades pueden monitorearse de la misma manera. Los protocolos de monitoreo deben considerar parámetros generales de transmisión de sonido y acústica ecológica, ser flexibles a condiciones particulares del lugar a monitorear y a la vez cubrir los cambios físicos, antropogénicos del área.

Más información: Angela Recalde Salas (angela.recaldesalas@uqconnect.edu.au).

Referencias

Recalde-Salas, A., Salgado Kent, C. P., Parsons, M. J. G., Marley, S. A. and McCauley, R. D. (2014). Non-song vocalizations of Pygmy Blue Whales in Geographe Bay, Western Australia. The Journal of the Acoustical Society of America 135: EL213-EL218.

Salgado Kent, C. P, Gavrilov, A. N., Recalde-Salas, A., Burton, C. L. K., McCauley, R. D. and Marley, S. A. (2012). Passive acoustics monitoring of baleen whales in Geograpahe Bay, Western Australia. In: Proceedings of the Annual Conference of the Australian Acoustical Society, p.148. Fremantle.

 

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