Desarrollan un sistema de detección de colisiones con cachalotes en tiempo real

cachalote en el Mediterráneo
En el mar Mediterráneo, las colisiones con barcos son la principal causa de muerte de los cachalotes. Foto de Hiroya Minakuchi/Minden Pictures

SAvEWhales ofrece poder rastrear ballenas en tiempo real

En el mar Mediterráneo, un prototipo de sistema de detección de ballenas puede usar los clics de un cachalote para señalar su ubicación en un espacio tridimensional con una precisión de 30 a 40 metros, solo una o dos longitudes corporales para estas ballenas de 16 metros de largo.

En las pruebas que utilizaron pulsos artificiales y los sonidos reales que emanan de los cachalotes, los investigadores demostraron que el sistema puede proporcionar suficiente aviso para que un barco cercano cambie de dirección o disminuya la velocidad cuando una ballena se encuentra en su camino.

El sistema fue desarrollado por un equipo de investigadores biológicos y computacionales con sede en Grecia. Dirigido por Emmanuel Skarsoulis, director de investigación de la Fundación de Investigación y Tecnología de Grecia-Hellas, el equipo ha denominado a su nueva herramienta Sistema para evitar colisiones con ballenas en peligro de extinción (SAvEWhales).

El nombre es un reflejo de la esperanza de los investigadores de que, si se implementa, su sistema podría reducir la principal causa de mortalidad de los cachalotes en peligro de extinción en el Mediterráneo: las colisiones con barcos.

El diseño de SAvEWhales es bastante simple. Cerca de la Fosa Helénica, un cañón submarino de cinco kilómetros de profundidad al sur de Creta, Grecia, el equipo de Skarsoulis amarró tres boyas en un triángulo con una separación de uno a dos kilómetros. Colgando de cada boya en una línea de 100 metros había un hidrófono para detectar el sonido bajo el agua.

boya SAvEWhales

Imagen: La estación acústica SWAN (de izquierda a derecha): recipiente de hidrófono con hidrófono Benthowave y sensor de profundidad/temperatura STS, cable de alimentación/datos, batería, flotadores, caja de CPU, placa de panel solar.

Estos tres hidrófonos se activaron cada vez que un cachalote cercano hizo clic, lo que hacen para localizar presas. Skarsoulis y sus colegas desarrollaron un programa de computadora para comparar cuánto tiempo tardó el sonido en llegar a cada hidrófono, lo que les permitió triangular la posición de la ballena. Pero el arma secreta de SAvEWhales significa que puede hacer mucho más que localizar una ballena en una cuadrícula.

Mientras usaba hidrófonos remolcados por botes para escuchar a los cachalotes en un trabajo anterior, un miembro del equipo, Alexandros Frantzis, notó que cada clic de cachalote que escuchaba parecía repetirse, como un fantasmal eco de sí mismo. No fue hasta que Frantzis, el director de investigación del Instituto de Investigación de Cetáceos de Pelagos en Grecia, discutió el problema con Skarsoulis que encontraron una explicación: el segundo clic fue la llamada del cachalote rebotando en la superficie del océano.

Al aprovechar estos reflejos, los científicos construyeron su algoritmo para calcular la profundidad del chasquido de la ballena. Cuanto más profunda está una ballena cuando hace clic, mayor será la brecha entre el momento en que llegan al hidrófono el clic original y el reflejo. Usando la información de ambos clics, el sistema SAvEWhales puede detectar una ballena a una profundidad de hasta 900 metros dentro de los 10 kilómetros de las boyas.

Y al ejecutar los mismos cálculos cada vez que una ballena hace clic cerca, los científicos pueden rastrear activamente a las ballenas mientras nadan. En el futuro, incluso podrían usar este sistema para advertir a los barcos que una ballena está a punto de emerger cerca y potencialmente evitar una colisión.

Los expertos ven a SAvEWhales como una útil adición a un campo creciente de sistemas pasivos de monitoreo de ballenas. Christopher Clark, un bioacústico de la Universidad de Cornell en Nueva York, quien dirigió el esfuerzo para establecer la red de boyas del puerto de Boston que detecta automáticamente las llamadas de las ballenas francas del Atlántico norte en peligro de extinción, aplaude la novedad de obtener información casi en tiempo real que los barcos podrían usar al instante. También enfatiza que las observaciones de cachalotes en el Mediterráneo son pocas y distantes entre sí, lo que agrega valor al sistema.

boyas SAvEWhales

Imagen: Ubicaciones de boyas del observatorio SAvEWhales en el despliegue de 2020 y 2021 en la bahía de Sougia frente al suroeste de Creta. Derecha: Una vista esquemática de las estaciones acústicas ancladas.

A pesar de su promesa, puede pasar algún tiempo antes de que SAvEWhales, o algo similar, pueda estar en uso permanente. Hasta ahora, el sistema solo se ha sometido a una prueba piloto de dos años, y Skarsoulis y sus colegas ya identificaron algunos obstáculos para expandirlo a un sistema de monitoreo de tiempo completo. Estos incluyen desafíos analíticos, como la dificultad de diferenciar ballenas individuales cuando un grupo viaja junto.

También existen barreras logísticas involucradas en el mantenimiento de un sistema en el mar, que enfrenta un desgaste constante por la sal, el sol y las tormentas. De hecho, los pescadores que se encontraban cerca vieron desaparecer bajo el agua las dos primeras boyas SAvEWhales que se desplegaron, arrastradas por fuertes corrientes durante un huracán. Skarsoulis espera que algún día el sistema pueda ser un observatorio cableado permanente.

Sin embargo, también existen límites sobre la amplitud de aplicación de dicho sistema. El análisis de reflexión superficial que hace que SAvEWhales sea tan poderoso no se puede usar para las ballenas que se comunican a través de canciones en lugar de clics, como las ballenas de aleta, que también están en peligro de extinción en el Mediterráneo.

Hay un último obstáculo que es exclusivo de los tiempos actuales. Después del período de prototipo inicial del proyecto, Skarsoulis, el 23 de febrero, presentó una propuesta al Ministerio griego de Medio Ambiente y Energía para operar una sola boya frente a Creta para que su equipo pudiera monitorear cuántos cachalotes pasaban por el área. Al día siguiente, Rusia invadió Ucrania, dando inicio a una crisis energética internacional.

Es "importante señalar que fue el Ministerio de Medio Ambiente y Energía", enfatiza Skarsoulis, sugiriendo irónicamente que el entusiasmo por detectar ballenas podría obstaculizar la exploración petrolera. No ha vuelto a saber de su propuesta desde entonces.

Sin embargo, tal monitoreo se necesita con urgencia en el mar Mediterráneo, dice Nino Pierantonio, investigador de ballenas del Instituto de Investigación Tethys en Milán, Italia. Las colisiones con barcos son responsables de más de la mitad de todas las muertes de cachalotes en el área. Además, debido a que los cachalotes del Mediterráneo son genéticamente distintos de los del Atlántico Norte, esta población es especialmente vulnerable.

Pierantonio señala que el riesgo es particularmente alto alrededor de la Fosa Helénica, un lugar rico en vida marina y un punto caliente de cachalotes. La zona es favorecida por grupos de cachalotes madres con crías, que pasan mucho más tiempo en la superficie.

Pierantonio dice que otros esfuerzos para reducir las colisiones con barcos, como exigir que los barcos disminuyan la velocidad en los puntos críticos de ballenas y cambiar las rutas de navegación, también serán herramientas esenciales para proteger a los cachalotes del Mediterráneo en peligro de extinción. "Cuando cambiar la ruta y reducir la velocidad no es una opción, necesitamos otra forma de alertar a los barcos de la presencia de ballenas", agrega.

La investigación se publica en Frontiers in Marine Science: A Real-Time Acoustic Observatory for Sperm-Whale Localization in the Eastern Mediterranean Sea

Etiquetas: ColisiónCachaloteMediterráneo

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