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Paisaje sonoro

La acústica del medio ambiente

Los registros de audio se utilizan para caracterizar a los ecosistemas e identificar los cambios que el hombre causa

Hidrófono creado en la USP

Linilson Padovese/ USP

Graves, intermedios o agudos, los sonidos generados por los seres humanos o por la naturaleza inundan el planeta y pueden proporcionar información sobre la salud de los ecosistemas. La incontable cantidad de crujidos, silbidos, trinos, aullidos, chasquidos y chillidos producidos por seres vivos amplía el conocimiento sobre cómo las distintas especies interactúan entre sí y con el medio ambiente, además de denunciar los efectos de la interferencia humana. En Brasil, están empezando a surgir grupos de investigación dedicados a los estudios sobre la ecología del paisaje sonoro. Esta nueva rama de la ecología congrega conceptos de física, música, arquitectura y psicología, además, por supuesto, de biología. Es una forma alternativa y complementaria de realizar estudios ambientales que dependen esencialmente de observaciones visuales o de la captura de especímenes.

Los investigadores trabajan en la caracterización sonora de ambientes marinos y terrestres; analizan la utilidad de los algoritmos que tratan de sintetizar la riqueza de las características físicas del sonido en un único índice y así, facilitan el análisis de cantidades gigantescas de datos. También desarrollan estrategias computacionales para identificar eventos sonoros específicos. “En muchos casos, el registro sonoro de un ambiente favorece la identificación de especies en peligro de extinción”, dice el ingeniero Linilson Padovese, quien desarrolla su equipo de grabación en tierra y agua en el Laboratorio de Acústica y Medio Ambiente (Lacmam) de la Escuela Politécnica de la USP (Poli-USP).

En Lacmam, Padovese, el ingeniero Elder Santos, estudiante de doctorado, y el estadístico Paulo Hubert Junior, que está realizando su posdoctorado, crearon metodologías que relacionan algoritmos estadísticos y aprendizaje de máquina para caracterizar un paisaje de modo más completo, abarcando los sonidos de los animales y los registros visuales del crecimiento de la vegetación. Están testando esta estrategia utilizando datos recogidos en un tramo de la selva atlántica con áreas que se encuentran en diferentes etapas de recuperación en los municipios de Itatiaia y Resende, en el Estado de Río de Janeiro.

A pedido de las entidades de conservación ambiental, el grupo desarrolló una estrategia computacional basada en el aprendizaje de máquina para identificar, automáticamente en las grabaciones, el canto de aves específicas, como el loro chauá (Amazona rhodocorytha), el loro vináceo (Amazona vinacea) y la amazona colirroja (Amazona brasiliensis), todos amenazados de extinción. Según Padovese, el análisis de las grabaciones, en Itatiaia y Resende, permitió distinguir al menos en dos momentos la vocalización del chauá, que se creía extinto en la región.

Linilson Padovese comenzó su trabajo sobre la ecología del paisaje sonoro en el océano. Utilizando hidrófonos y grabadoras producidas en el laboratorio de la USP, logró caracterizar –junto con el ingeniero informático cubano Ignacio Sánchez Gendriz, actualmente investigador de la Universidad Federal de Rio Grande do Norte (UFRN)– el ambiente sonoro del Parque Estatal de Santos y el Parque Estatal Xixová-Japuí, ambos en la costa de São Paulo. Allí, identificaron la presencia de yubartas y diferentes tipos de coros de peces, que generalmente producen sonidos con más intensidad al amanecer y al atardecer. Los coros del atardecer casi siempre comienzan alrededor de las 18h y, al unísono, ganan progresiva intensidad. “Algunos continúan durante horas y sólo disminuyen en el medio de la madrugada”, dice Padovese, quien en las grabaciones identificó los ruidos producidos por la presencia de barcos, en lugares donde no deberían estar.

El trabajo de biólogos, ingenieros e informáticos que estudian paisajes sonoros brasileños va más allá de registrar la diversidad de sonidos de la naturaleza. Los datos también son utilizados para caracterizar los biomas y compararlos en diferentes momentos y condiciones. En 2015, las biólogas Marina Duarte, de la Pontificia Universidad Católica de Minas Gerais (PUC-Minas), y Renata Sousa-Lima de la UFRN, junto con los ecologistas italianos Nadia Pieretti y Almo Farina, ambos de la Universidad de Urbino, iniciaron un trabajo destinado a establecer directrices para el monitoreo de los ecosistemas brasileños.

En 2012 y 2013, Duarte instaló grabadoras en una zona del Cerrado, otra en la Selva Atlántica y una tercera en campos rupestres, todos en Minas Gerais, y registró durante seis días los sonidos de cada uno de estos ambientes durante el periodo seco y el lluvioso. “No había un estándar internacionalmente conocido para analizar registros de paisajes sonoros, y los diferentes grupos decidían de modo subjetivo a cada cuánto tiempo analizaban los datos”, dice Duarte. “Entonces, resolvimos crear directrices, un estándar, para algunos ecosistemas brasileños”.

Fueron registradas casi 800 horas de grabación en cada ecosistema y los datos se analizaron utilizando muestreo a intervalos crecientes. Los investigadores empezaron examinando 1 minuto de sonido cada 5 de grabación y aumentaron el intervalo hasta llegar a 1 minuto por hora, según el artículo publicado en 2015 en Tropical Conservation Science. Como es de esperarse, a medida que el intervalo entre las muestras crecía, se perdía información. Al intentar establecer el intervalo que equilibró la viabilidad y la calidad de la recopilación de datos, observaron que la frecuencia de análisis que proporcionaba la información máxima, variaba de un ecosistema a otro. “En la Selva Atlántica, es posible examinar 1 minuto cada media hora, en el Cerrado es necesario analizar 1 minuto cada 15 y, en los campos rupestres, 1 cada 5,” explica Duarte.

Marina Duarte/ PUC-Minas Los equipos registran sonidos del medio ambiente en una zona del Cerrado, en Minas GeraisMarina Duarte/ PUC-Minas

La investigadora se interesó en ecología del paisaje sonoro en su máster, mientras estudiaba el comportamiento de los titíes de pincel negro (Callithrix penicillata) en un parque de Belo Horizonte y notó el impacto de los ruidos urbanos en el comportamiento de los animales. En su doctorado, bajo dirección de Marcos Rodrigues de la Universidad Federal de Minas Gerais (UFMG) y codirección de Robert Young de la PUC-Minas, ambos etólogos, Marina Duarte investigó el efecto de la contaminación acústica de la minería en un tramo de la Selva Atlántica en los municipios de São Gonçalo do Rio Abaixo y Santa Bárbara, a unos 100 kilómetros al este de Belo Horizonte.

Instaló micrófonos dentro de una región bien conservada del bosque y otros en las orillas, a 500 metros de la mina Brucutu, una de las mayores áreas de extracción de mineral de hierro del mundo. De octubre de 2012 a agosto de 2013, los sonidos fueron grabados durante siete días consecutivos, con un intervalo de dos meses. Explosiones, sirenas, ruidos de máquinas y, principalmente, tráfico de camiones pesados, que llegaban a ser 700 por día en algunos períodos del año, afectaron gran parte de la zona estudiada.

Los efectos fueron más intensos en los bordes del bosque, a 25 metros de la carretera por donde se transportaba el mineral. Allí, la complejidad de los sonidos era significativamente menor que dentro del área estudiada, indicando menor diversidad de especies. La riqueza sonora en las márgenes del bosque cercano a la mina también era menor que en la otra zona, con un borde mucho menos ruidoso, próxima a un camino de tierra utilizado por automóviles.

Diogo Sergio/ Wikimedia Commons Tramo de la Caatinga en Rio Grande do NorteDiogo Sergio/ Wikimedia Commons

El sonido de los insectos
Las vocalizaciones y otros sonidos producidos por los animales eran más frecuentes durante el día que durante la noche en el tramo del bosque cercano a la zona minera –lo contrario ocurrió con la zona más lejana–. La franja de frecuencia en la que los insectos producían sus sonidos también difería entre el primer y el segundo punto. En una probable adaptación al ambiente ruidoso, chirriaban en una franja de frecuencia más estrecha (más grave o más aguda que el ruido de las máquinas) en el borde cercano a la mina Brucutu, mientras que los insectos del área forestal cerrada utilizaban una variedad mayor de sonidos. Con las aves sucedió lo contrario, según relatan los investigadores en un artículo publicado en 2015 en la revista Biological Conservation. El canto de algunos, como del tucán toco (Ramphastos toco) y de la paloma plomiza (Patagioenas plumbea), sólo se escuchó en áreas forestales cerradas distantes de la mina.

En Natal, Sousa-Lima y su equipo en el Laboratorio de Bioacústica de la UFRN, trabajan en la caracterización sonora de otros ecosistemas. Durante el último año, la bióloga Eliziane García de Oliveira realizó grabaciones en la temporada de sequía y lluvias en una zona de Caatinga. Ella investiga el impacto de los generadores de energía eólica en este paisaje sonoro y, para saber si algo cambiaría, necesitaba conocer el comportamiento natural del ecosistema. Las grabaciones iniciales fueron sorprendentes. La vegetación seca y blanquecina durante la mayor parte del año es silenciosa. Se oye un grillo distante, además de los piados y el canto de uno u otro pájaro. Pero solamente cuando llueve la Caatinga se transforma: los ruidos de los insectos se intensifican, otras aves se ponen a cantar y también se oye el croar de sapos y ranas. “El ambiente sonoro se vuelve complejo”, resume Oliveira. Llegó la hora de reproducirse.

En otro trabajo coordinado por Sousa-Lima, la bióloga Luane Ferreira comparó seis índices acústicos con la identificación de registros sonoros, realizada manualmente. Al escucharse las grabaciones se ve su registro gráfico, en tres áreas de Cerrado en Serra da Canastra, en Minas Gerais. Según un estudio publicado en 2018 en el Journal of Eco-acoustics, ningún índice capturó plenamente la diversidad de especies de este ambiente tropical.

La música y el ambiente
El origen de esta nueva área de la ecología, formalizada en una serie de artículos presentados en 2011 en una edición especial de la revista Landscape Ecology, está estrechamente ligado a la música, especialmente al trabajo del músico estadounidense Bernie Krause, uno de los creadores de la ecología del paisaje sonoro. Krause comenzó su carrera en la década de 1960 como guitarrista de estudio y trabajó con bandas de rock como The Doors y Rolling Stones. Con Paul Beaver, formó el dúo Beaver & Krause, que introdujo sintetizadores en la música pop y en el cine. Su carrera comenzó a cambiar en 1968, cuando él y Beaver fueron contratados por un sello discográfico para hacer una serie de álbumes diferentes. El inicial, In a wild sanctuary, fue el primero que trajo largos tramos de sonidos de la naturaleza.

En medio siglo, Krause ha acumulado alrededor de 5.000 horas de grabaciones, con sonidos de casi 15.000 especies. Sirven para la investigación y para la música, integrando obras como The great animal orchestra symphony, symphony for orchestra and wild soundscapes, compuesta por el británico Richard Blackford en colaboración con Krause. Sonidos de cigarras, ranas, búhos, lobos, gibones y yubartas se mezclan con los de violines, flautas y otros instrumentos de una orquesta en la obra presentada por primera vez en 2014.

En un comentario publicado en julio de 2018 en la revista Biotropica, un grupo de biólogos y ecologistas de Estados Unidos, Australia, Alemania y Brasil reafirmaron la necesidad de aumentar el monitoreo acústico de los ecosistemas tropicales. El texto propone la creación de un repositorio global con las grabaciones, que estaría al alcance de todos. “Las grabaciones de paisajes sonoros proporcionan un registro permanente de un lugar determinado en algún momento y contienen una riqueza invaluable e insustituible de informaciones”, afirma el grupo. Las grabadoras han actualizado los precios y mejoraron también los sistemas de almacenamiento de datos. Por esta razón, refuerzan, no recopilar datos sonoros sobre los ecosistemas tropicales puede representar una grave falta para las generaciones futuras que podrán beneficiarse con la investigación ecológica.

Proyectos
1.
Paisajes acústicos subacuáticos en la costa de São Paulo (nº 16/02175-0); Modalidad Apoyo a la investigación – Regular; Investigador responsable Linilson Rodrigues Padovese (USP); Inversión 197.321,90 reales.
2. Observatorio acústico submarino para monitoreo de parques marinos (nº 12/04785-0); Modalidad Apoyo a la investigación – Regular; Investigador responsable Linilson Rodrigues Padovese (USP); Inversión 271.480,88 reales.

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