Desarrollo de un sistema de monitoreo acústico en tiempo real basado en tecnología LoRa para la conservación de manatíes en humedales de Panamá

Desarrollar tecnologías de monitoreo para la protección y conservación de los manatíes en Panamá, abordando dos aspectos centrales: el monitoreo en tiempo real y el monitoreo fuera de línea de las poblaciones, que permitirá proporcionar un sistema de alerta e información en tiempo real de la actividad del manatí, mejorar los trabajos actuales para estimar el tamaño de la población de manatíes y comprendiendo el uso del hábitat en varias áreas protegidas en respuesta a las actividades humanas directas y la adaptación al cambio climático.

Antecedentes

El manatí Antillano (Trichechus manatus manatus) fue abundante dentro de su ámbito de distribución en el Caribe Occidental, hasta que fue cazado en la región hasta reducir a niveles críticos el tamaño de sus poblaciones. Actualmente, es una especie amenazada, en peligro y protegida según múltiples normativas nacionales e internacionales.   Su baja tasa de reproducción, lento crecimiento y su baja variabilidad genética no contribuyen a su pronta recuperación, cuando no existe un programa de manejo y conservación nacional para la especie ante amenazas que degradan y contaminan sus hábitats (ríos, humedales, zona costera) extensivamente y aunado por la pesca ilegal con redes y las colisiones con botes. Incluso dentro de las áreas protegidas que no se manejan adecuadamente según las leyes de conservación panameñas.

Para contrarrestar estas amenazas, es necesario tener un conocimiento del tamaño poblacional del manatí, su distribución y el uso del hábitat para poder proponer medidas efectivas para su protección y conservación a largo plazo y en respuesta a cambios naturales y antropogénicos. Esto no es una tarea fácil en los humedales y ríos de Panamá donde los manatíes habitan, se alimentan y se reproducen debido a la abundante vegetación acuática y aguas turbias que impiden aplicar censos visuales y responder a preguntas tan básicas como cuantos manatíes hay, donde y cómo utilizan su hábitat.

En este contexto, los grupos de investigadores proponentes han desarrollado una metodología efectiva para estudio de la población basado en el análisis de grabaciones bajo el agua. En efecto, los manatíes producen vocalizaciones que permiten distinguirlos de otras especies en el hábitat y según estudios previos, se ha demostrado que cada manatí tiene vocalizaciones con características que permite distinguir a cada individuo.

Justificación

Actualmente, el Sistema Nacional de Áreas Protegidas (SINAP) en Panamá carece de un sistema efectivo de monitoreo o censo para estimar cambios en la población de manatíes y en su rango de distribución. Los únicos estudios son los llevados actualmente por el equipo de esta propuesta utilizando grabaciones acústicas submarinas en dos ríos del país. Sin embargo, este esfuerzo debe mejorarse y extenderse a otros ríos y hábitats de manatíes en Panamá, como los importantes humedales de la Comarca Ngobe-Bugle. En adición, la metodología actual no es capaz de distinguir la edad o el género de los individuos de manatíes detectados acústicamente.

Objetivos

Desarrollar tecnologías de monitoreo poblacional para la protección y conservación de los manatíes en Panamá, abordando dos aspectos centrales: el monitoreo en tiempo real y el monitoreo fuera de línea de las poblaciones, que permitirá proporcionar un sistema de alerta e información en tiempo real de la actividad del manatí, mejorar los trabajos actuales para estimar el tamaño de la población de manatíes y comprender el uso del hábitat en varias áreas protegidas, en respuesta a las actividades humanas directas y la adaptación al cambio climático.

Metodología

El desarrollo de las herramientas en tiempo real implica el desarrollo, integración y prueba de estaciones de hardware y software embebido. Esto implica aspectos de sensores acústicos (hidrófonos), selección, integración y/o diseño de arquitecturas y de componentes, selección de sistemas de energía, desarrollo e implementación de algoritmos de procesamiento de señal de carga computacional baja para la detección e identificación de vocalizaciones de manatíes e integración y prueba de módulos de comunicaciones inalámbricas de tecnología LoRa.

El monitoreo fuera de línea incluye la instalación de estaciones de hidrófonos (de fábrica) para usar en sitios nuevos y el desarrollo y mejoramiento de métodos para la estimación de poblaciones con gran cantidad de datos y estimaciones de género y edad. A la data de monitoreo obtenida se aplicarán análisis y modelos de captura y recaptura para el estimar de la población o inferir patrones de comportamiento o desplazamiento.

Resultados y productos esperados

En el proyecto se desarrollará tecnología de monitoreo acústico en forma de prototipos de estaciones de monitoreo y software para análisis de señales acústicas en tiempo real y fuera de línea. Esta herramienta tecnológica permitirá minimizar las muertes por colisiones de botes. Los métodos y algoritmos de detección e identificación permitirán aprovechar la información proporcionada por estas estaciones y otros sitios de muestreo para poder conocer la composición y cantidad de las poblaciones de manatíes y el uso del hábitat a lo largo del año. Esto permitirá establecer políticas de conservación adecuadas para esta especie, incluyendo límites de velocidad para botes y áreas de cría prohibidas a la circulación.

La red de monitoreo en tiempo real también podría informar otros servicios además de aquellos relacionados con la protección de la vida silvestre, incluyendo los operadores turísticos, de manera que las visitas guiadas puedan informarse de la presencia de los manatíes cerca de las estaciones de monitoreo en tiempo real. Esta podría ser una herramienta muy útil para fortalecer las economías locales a través de la industria del ecoturismo en Bocas del Toro y la Comarca Ngobe-Bugle, donde reside esta especie.

La capacidad de distinguir a los manatíes individuales utilizando técnicas acústicas desarrolladas en el proyecto brinda una oportunidad especial para fomentar la compasión y transformar la percepción pública de estos animales. Entre los productos del proyecto se generará herramientas de visualización de tipo app móvil y página web. Estas proporcionarán información de detección de manatíes a las partes interesadas incluyendo las poblaciones indígenas y otros habitantes de las áreas en estudio mediante La misma también podrá utilizarse en el contexto escolar y por el público en general por medio de acceso al internet desde las escuelas públicas y previa colaboración con maestros de ciencia.

• http://www.misionmanati.org/es/
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