¿Cómo miden los científicos el ruido submarino de los barcos de avistamiento de ballenas en la Bahía de Samaná?

La Bahía de Samaná en la República Dominicana atrae a las ballenas jorobadas durante su migración estacional de reproducción. También da la bienvenida a embarcaciones de avistamiento de ballenas que transportan visitantes con la esperanza de observar estos extraordinarios mamíferos marinos.

Aunque los barcos son fáciles de ver sobre el agua, su sonido puede viajar bajo el agua y convertirse en parte del entorno acústico que experimentan los animales marinos. Comprender este sonido es importante porque las ballenas dependen de señales acústicas para comunicarse y otros aspectos de sus vidas.

Pero, ¿cómo miden los científicos el ruido submarino de los barcos de observación de ballenas en la Bahía de Samaná?

Los investigadores utilizan micrófonos submarinos especializados llamados hidrófonos, equipos de grabación calibrados, software de análisis acústico y métodos de muestreo cuidadosamente planificados. Estas herramientas les ayudan a medir los niveles de sonido, identificar patrones asociados con la actividad de los barcos y comparar el ruido de los barcos con los sonidos presentes naturalmente en el océano.

Los siguientes métodos describen cómo se puede realizar la investigación del ruido submarino. Los niveles de sonido específicos o los impactos en la Bahía de Samaná solo deben informarse cuando estén respaldados por mediciones locales reales.

1. ¿Qué es el ruido submarino?

El ruido submarino se refiere al sonido que no es deseado o relevante para una investigación en particular. Puede originarse a partir de fuentes naturales, incluidas las olas, las precipitaciones, los animales marinos y los procesos físicos dentro del océano.

Las actividades humanas también contribuyen al sonido. Las embarcaciones motorizadas pueden generar ruido debido a los motores, las hélices y el movimiento del agua alrededor de sus cascos.

El sonido producido por una embarcación depende de varios factores, incluido el tipo de motor, la velocidad, el diseño de la hélice, el tamaño de la embarcación, el mantenimiento y las condiciones operativas.

Los científicos estudian el ruido submarino para comprender cómo estas diferentes fuentes contribuyen al entorno acústico general.

Es importante distinguir entre el sonido que se puede medir y el que necesariamente causa daño. La evaluación de los efectos biológicos requiere información adicional sobre el sonido, la exposición del animal y la respuesta del animal.

2. Uso de hidrófonos para registrar el ruido de los barcos

Un hidrófono es un sensor subacuático diseñado para detectar cambios de presión sonora en el agua. Cumple una función similar a la de un micrófono en el aire, aunque el equipo acústico submarino debe diseñarse para las propiedades del agua.

Los investigadores pueden desplegar hidrófonos desde un barco de investigación, conectarlos a sistemas de monitoreo adecuados o colocarlos en ubicaciones seleccionadas para períodos de grabación más largos.

Cuando un barco de observación de ballenas pasa cerca, el hidrófono registra el sonido que llega a su ubicación.

Las grabaciones se pueden examinar para determinar cuándo se produce el ruido de la embarcación y cómo cambia el entorno acústico durante el encuentro.

La ubicación del hidrófono es importante. Un sensor colocado cerca de un barco puede registrar un nivel de sonido diferente al de uno ubicado más lejos o a otra profundidad.

En consecuencia, los investigadores documentan la ubicación del equipo, la profundidad, los ajustes de grabación y las condiciones de despliegue relevantes.

3. Calibrar el equipo antes de medir el sonido

Las mediciones de sonido confiables requieren un equipo calibrado adecuadamente.

La calibración ayuda a los investigadores a establecer la relación entre la salida eléctrica del hidrófono y la presión del sonido bajo el agua que llega al sensor.

Los científicos también verifican el sistema de grabación, los ajustes de sensibilidad, la respuesta de frecuencia y otras características del equipo que pueden afectar las mediciones.

Sin una calibración adecuada, las grabaciones pueden ser útiles para identificar cambios relativos en el sonido, pero es posible que no respalden una presión sonora absoluta confiable. mediciones.

Los investigadores deben documentar sus equipos y procedimientos de medición para que otros científicos puedan comprender cómo se obtuvieron los resultados.

Este proceso de control de calidad es especialmente importante cuando se comparan mediciones recopiladas en diferentes días o con diferentes instrumentos.

4. Medición de los niveles de sonido bajo el agua

Los investigadores suelen medir la presión del sonido bajo el agua utilizando la escala de decibelios.

Los niveles de presión del sonido bajo el agua generalmente se expresan en decibeles en relación con una presión de referencia de 1 micropascal (μPa). Esta referencia submarina difiere de la referencia utilizada para las mediciones de sonido en el aire, por lo que los valores de decibeles bajo el agua y en el aire no se pueden comparar directamente sin el contexto apropiado.

Los científicos pueden calcular diferentes métricas de sonido dependiendo de su pregunta de investigación.

Por ejemplo, pueden examinar los niveles de presión sonora promediados durante un período definido, los niveles máximos o la exposición al sonido durante una duración específica.

La frecuencia también importa. Una grabación puede contener diferentes cantidades de energía sonora en diferentes frecuencias, y un solo número general puede no describir el entorno acústico completo.

Por lo tanto, los investigadores seleccionan mediciones que coincidan con el propósito de su estudio y establecen claramente las unidades, la presión de referencia, el rango de frecuencia y el período promedio.

5. Distinguir el ruido de los barcos de los sonidos naturales del océano

El océano nunca está completamente en silencio. El viento, las olas, la lluvia y los sonidos biológicos pueden contribuir al fondo acústico.

Cuando un barco pasa por un hidrófono, su sonido puede superponerse con estas fuentes naturales. Los investigadores deben considerar el entorno de fondo antes de atribuir un cambio en la grabación a la actividad de la embarcación.

Un enfoque es recopilar mediciones durante períodos con y sin embarcaciones cercanas en condiciones comparables.

Los investigadores también pueden comparar las grabaciones acústicas con la ubicación de la embarcación y la información operativa, cuando esté disponible.

Esto les ayuda a investigar si patrones de sonido particulares coinciden con los movimientos de la embarcación.

Sin embargo, separar las fuentes no siempre es sencillo. Múltiples embarcaciones, cambios climáticos y otras fuentes de sonido pueden superponerse, por lo que algunas grabaciones pueden seguir siendo difíciles de interpretar.

6. Examinar las frecuencias del sonido con espectrogramas

Una grabación submarina contiene información sobre cómo el sonido cambia con el tiempo y entre frecuencias.

Los científicos pueden usar software de análisis acústico para crear un espectrograma, una representación visual que muestra la distribución de la energía del sonido entre frecuencias a lo largo del tiempo.

Un espectrograma puede ayudar a los investigadores a identificar patrones recurrentes asociados con operaciones de embarcaciones particulares u otras fuentes acústicas.

Por ejemplo, los cambios en el funcionamiento del motor pueden producir diferentes patrones acústicos, según la embarcación y la grabación. condiciones.

Los investigadores también pueden investigar si aparecen sonidos biológicos en la misma grabación, aunque distinguir fuentes superpuestas puede requerir análisis adicionales.

Un espectrograma es una herramienta analítica más que una prueba definitiva de la fuente de cada sonido. La interpretación depende de la calidad de la grabación, la información de respaldo y las características del sonido en sí.

7. Medir cómo cambia el ruido con la distancia

Los niveles de sonido registrados cerca de una embarcación pueden diferir de los medidos más lejos.

Los investigadores pueden investigar esta relación registrando el sonido a múltiples distancias o combinando mediciones acústicas con posiciones de embarcaciones cuidadosamente documentadas.

Los datos resultantes pueden ayudar a estimar cómo varían los niveles de sonido en el área de estudio bajo las condiciones medidas.

Sin embargo, el sonido bajo el agua no siempre disminuye de una manera simple y predecible con la distancia. La profundidad del agua, las características del fondo marino, los reflejos, los cambios en la velocidad del sonido relacionados con la temperatura y otros factores pueden influir en cómo se propaga el sonido.

Por esta razón, los científicos deben evitar asumir que una distancia fija siempre corresponde a un nivel de sonido particular.

Las estimaciones confiables requieren mediciones adecuadas o un modelo acústico apropiado con supuestos claramente establecidos.

8. Comparación de diferentes tipos de embarcaciones para la observación de ballenas

Diferentes embarcaciones pueden producir diferentes patrones de sonido submarino.

Los investigadores pueden comparar embarcaciones registrando sus características, velocidad de operación, posición y salida acústica en condiciones documentadas.

Las posibles variables de comparación incluyen la configuración del motor, el diseño de la hélice, el tamaño de la embarcación y si la embarcación está acelerando, navegando o en ralentí.

Los resultados pueden ayudar a identificar qué características de la embarcación están asociadas con patrones acústicos particulares.

Sin embargo, los investigadores deben evitar asumir que todos barcos del mismo tamaño o tipo producen el mismo ruido. El mantenimiento, la carga, las condiciones del mar y las prácticas operativas pueden influir en los resultados.

Una comparación bien diseñada controla las variables relevantes siempre que sea posible e informa la incertidumbre cuando las condiciones difieren.

9. Estudio del ruido durante la actividad de avistamiento de ballenas

Para comprender el entorno acústico durante el avistamiento de ballenas, los científicos pueden combinar grabaciones submarinas con registros de la actividad de los barcos.

La información de apoyo útil puede incluir el número de barcos presentes, sus distancias al sensor, sus movimientos y la duración de cada encuentro.

Los investigadores pueden comparar grabaciones de períodos con diferentes niveles de actividad de los barcos para investigar cómo cambia el entorno sonoro.

Si la investigación también incluye observaciones de ballenas, los científicos pueden examinar si las condiciones de sonido registradas coinciden con cambios en el comportamiento de las ballenas.

Sin embargo, demostrar un efecto biológico requiere algo más que medir el ruido u observar una ballena al mismo tiempo. Los investigadores necesitan un diseño de estudio adecuado que considere otras explicaciones y los límites de sus observaciones.

10. Comprender por qué el ruido submarino es importante para las ballenas jorobadas

Las ballenas jorobadas producen sonidos que son importantes para su comunicación acústica, especialmente durante la temporada de reproducción.

El ruido generado por humanos puede superponerse con algunas de las frecuencias que usan las ballenas o puede cambiar las condiciones acústicas en las que viajan los sonidos.

El alcance de cualquier efecto depende de la frecuencia, el nivel, la duración, la distancia del animal y el entorno acústico circundante del ruido.

Posibles efectos del ruido submarino El ruido es un tema activo de investigación sobre mamíferos marinos. Medir el sonido en la Bahía de Samaná podría ayudar a los investigadores a caracterizar las condiciones locales, pero los efectos reales en las ballenas jorobadas no pueden establecerse únicamente a partir de mediciones de sonido.

Los científicos necesitan evidencia biológica apropiada para evaluar cuestiones sobre comunicación, comportamiento y posibles perturbaciones.

11. Cómo el monitoreo acústico puede apoyar la conservación

Las mediciones de sonido submarino pueden ayudar a los investigadores a establecer una línea de base del entorno acústico e identificar períodos o lugares con mayor ruido relacionado con las embarcaciones.

Si las mediciones repetidas revelan patrones consistentes, esos hallazgos pueden ayudar a informar el monitoreo futuro y las prácticas responsables de gestión de embarcaciones.

Las posibles medidas podrían incluir seguir las reglas aplicables de las embarcaciones, mantener las distancias requeridas de las ballenas, evitar la actividad innecesaria del motor y considerar prácticas operativas más silenciosas cuando sea apropiado.

Las decisiones deben basarse en las regulaciones locales, la evidencia científica relevante y las condiciones prácticas de las operaciones de avistamiento de ballenas.

Es importante destacar que la recopilación de datos acústicos no significa automáticamente que un lugar sea excesivamente ruidoso o que las ballenas estén sufriendo daños. El propósito del monitoreo es establecer evidencia que pueda respaldar decisiones informadas.

Preguntas frecuentes

¿Cómo registran los científicos el ruido de los barcos bajo el agua?

Utilizan hidrófonos conectados a sistemas de grabación que capturan el sonido bajo el agua. Los equipos calibrados y los procedimientos de medición documentados permiten a los investigadores analizar los niveles de sonido y los patrones de frecuencia.

¿Qué unidad se utiliza para medir el sonido bajo el agua?

Los niveles de presión del sonido bajo el agua se expresan comúnmente en decibeles en relación con 1 micropascal (μPa). La presión de referencia y el método de medición siempre deben indicarse al informar los resultados.

¿Pueden los científicos distinguir el ruido de los barcos de los sonidos de las ballenas?

A menudo pueden investigar diferentes fuentes utilizando espectrogramas, registrando el contexto, la información de los barcos y los patrones acústicos conocidos. Sin embargo, la superposición de sonidos puede hacer que algunas grabaciones sean difíciles de clasificar con seguridad.

¿Un barco más ruidoso siempre crea un mayor impacto en las ballenas?

No necesariamente. Los posibles efectos biológicos dependen de factores como la frecuencia, la duración, la distancia, la exposición y las circunstancias de la ballena. Las mediciones de sonido por sí solas no establecen la gravedad de un impacto.

¿Se ha medido el ruido de los barcos submarinos en niveles específicos en la Bahía de Samaná?

Los niveles locales específicos solo deben indicarse cuando estén respaldados por mediciones documentadas de un estudio apropiado. Los métodos acústicos generales no deben presentarse como prueba de hallazgos particulares en la Bahía de Samaná.

Conclusión

Los científicos miden el ruido submarino de los barcos de observación de ballenas en la Bahía de Samaná utilizando hidrófonos, sistemas de grabación calibrados, análisis de niveles de sonido, espectrogramas e información sobre los movimientos de los barcos.

Estos métodos ayudan a los investigadores a distinguir el sonido relacionado con los barcos del paisaje sonoro más amplio del océano e investigar cómo el ruido submarino varía con la distancia, la actividad de los barcos y las condiciones ambientales.

Cuando se combina con observaciones biológicas adecuadas, el monitoreo acústico puede contribuir a una mejor comprensión del entorno que experimentan las ballenas jorobadas y respaldar prácticas responsables de observación de ballenas basadas en evidencia.