Desarrollo de una red local para el seguimiento del cambio global

Ramón C. Soriguer ,Jordi Figuerola.

 

1ª PARTE: DESCRIPCIÓN, OBJETIVOS E IMPLICACIONES

- ¿Cuál es el objetivo de esta investigación o seguimiento? ¿Qué importancia tiene este tipo de trabajo dentro de la investigación sobre cambio global? Descripción de los objetivos (medir tendencias, detectar anomalías, etc.) e importancia de la medición de este proceso en el contexto del cambio global y la conservación de Doñana

-¿En qué consiste? Breve descripción genérica del plan de seguimiento o línea de trabajo. Contexto dentro de las líneas de trabajo a largo plazo que se desarrolla en la ICTS y que se alojarán en el Observatorio de Doñana o en los distintos laboratorios virtuales.

El presente proyecto pretende desarrollar y hacer disponible a la comunidad científica, a través de la ICTS-RBD de Doñana, una red permanente de seguimiento local de pequeños animales con capacidad de registrar los movimientos de especies, no solo en tiempo real sino de descarga automática, vía radio, de las localizaciones y actividades desarrolladas por el animal previamente marcado y archivadas en memoria.

Es importante esta red en cuanto que no hay nada así disponible para pequeños animales. Estamos hablando de equipamientos electronicos entre 1- 20 g de peso, un autentica revolución tecnológica que una vez desarrollada  permitirá el control y seguimiento automático de especies tan pequeñas como lagartijas, serpientes, tortugas, ratones o pequeñas aves.

Permitirá no solo seguir sus movimientos, sino sus tiempos de paso o permanencia, actividad, uso de los hábitats disponibles, etc  y así poderlo relacionar con los cambios climáticos o ecológicos que se estén midiendo en otros procesos de seguimiento de  factores abióticos.

Es una red que su verdadera dimensión y aportación esta en relación con su interconexión con otras redes de seguimiento de procesos naturales..

 

2ª PARTE: ANTECEDENTES, METODOLOGÍA Y PREPARACIÓN DE DATOS

-¿Desde qué año se trabaja en esta línea? Antecedentes (por ejemplo disponibilidad de secuencias de datos)

-¿Cómo se obtienen los datos, qué procedimientos o metodologías se emplean y con qué frecuencia se realiza el seguimiento? Procedimientos y metodología de trabajo (toma de datos, área de estudio, redes de sensores o localizaciones de muestreo, personal implicado y funciones, periodicidad, etc.)

-¿Qué tipo de datos se pueden obtienen y cómo se preparan para su consulta por los usuarios? Preparación de los datos (transferencia de datos brutos, procesamiento, creación de bases de datos, extracción de índices, cómo se ponen a disponibilidad de los interesados en utilizar esos datos, tipos de datos finales disponibles, ¿formularios de solicitud?)

Estamos trabajando en esta línea desde 2005, cuando se inicio la andadura de la ICTS de la Reserva Biológica de Doñana. En esa época la disponibilidad de equipamientos tecnológicos que pudieran compararse con los objetivos previstos en este proyecto estaba limitada a grandes animales (cabras monteses, ciervos, linces  etc). Los equipos electrónicos disponibles con estas características,  pesaban entre 250-675g,haciendo inviable la aplicación a la fauna de pequeños vertebrados. La miniaturización, los avances tecnológicos y la innovación y capacitación de las empresas españolas han hecho posible un proyecto de esta envergadura de ámbito completamente  nacional.

El sistema esta compuesto de una serie de antenas, comparables a las actuales de telefonía móvil, pero muy pequeñas y móviles que recogen la información acumulada en unos pequeñismos (entre 1-20 gramos de peso) aparatos llamados logger que cuando se encuentra en el radio de acción de las antenas, descargan la información que le hemos programado que recoja.

La programación y los contenidos así como el tipo de sensores son diseñados por el investigador en función de los objetivos del proyecto. Son equipamientos con arquitectura muy abierta.

El sistema, una vez terminado,  es fácilmente escalable, abierto y estándar, con una interfaz amigable y sencilla para el usuario y accesible vía web, con capacidad de autenticación y/o de acceso público y que permitirá la incorporación de sensores adicionales: de mortalidad, velocidad, acelerómetros, altitud, temperatura. Es completamente automatizable, pudiendo recoger la información en el campo, almacenarla y enviarla mediante GSM al centro de seguimiento y  monitoreo.

 

3ª PARTE. CASUÍSTICA

-¿Qué aplicaciones puede tener o cómo se adaptan los resultados y/o indicadores obtenidos a la gestión de la evolución de los sistemas naturales? Aplicaciones dentro del marco de observación del cambio global, Ejemplos de resultados o aplicaciones obtenidos (graficas de tendencias, estadística descriptiva, etc.). Aplicaciones de conservación.

El limite de las aplicaciones lo pone la imaginación del propio investigador y loas avances tecnológicos en el desarrollo e implementación de nuevos sensores.

El sistema al ser tan móvil y escalable es aplicable desde pequeñas áreas geográficas, por ejemplo colonias de especies amenazadas (murciélagos, topillos de Cabrera, tortugas, etc), y con especies muy pequeñas (paseriformes transharianos), hasta grandes áreas geográficas como toda Andalucía, dónde a través de una red de antenas en los picos montañosos mas altos pudiera alertarnos, en tiempo real , de las entradas en el espacio aéreo de los quebrantahuesos, águilas imperiales, o de cualquier otra ave migradora.

A nivel de cambio global, el seguimiento en continuo de especies claves o sensibles  nos va a informar con precisión, cual si de estación metereologica de alerta se tratara, de los cambios comportamentales o poblacionales de esa especies critica.

 

DESCRIPCIÓN GENERAL DEL PROYECTO

Composición del sistema:

1.- Un sistema de recepción:

Constituido por 9 torres receptoras distribuidas por todo el territorio del Parque Nacional,  con alimentación solar y dotadas de un equipamiento electrónico capaz de escanear las radiofrecuencias programadas de  los animales marcados, radioidentificar  la marca y descargar los datos. Posteriormente, además de su almacenamiento en local, se enviarían los datos registrados a la base de almacenamiento.

Características técnicas de estas instalaciones:

- Radio: Sensibilidad a 433.5 Mhz   -110 dbm y ampliable a 130-140dbm.

- Número de seguimientos simultáneos 30 emisores por canal.

- Numero de canales simultáneos por defecto 4 canales (Ampliables)  

- Numero total de canales 1000  ISM 433-434 MHz

- Precisión: los mismos que cualquier moderno GPS (1-4 m).

-  Alimentación 6 Voltios CC .

- Comunicación con servidor vía Radio, GPRS y WIFI según proceda.

  • Los equipos son completamente autónomos, muy manejables  y portables (ver foto) y de fácil instalación. 

 

2.- Un sistema de emisores-loggers.

            Se trata de equipamientos electrónicos que se colocan en los animales, y que tienen un rango de peso de 0.5 g-45 gramos y un rango de autonomía de 100 días – 4-5 años.

Son equipos electrónicos dotados de sensores  (gps, acelerómetros, sensores de temperaturas, etc) configurables a voluntad del investigador y con capacidad de almacenamiento de hasta 65000 registros.

Los emisores-logger, programables, una vez tomadas las correspondientes medidas por los diferentes sensores  (geolocalización, velocidad, temperatura corporal, etc) almacenan los datos hasta llegar a las zonas de cobertura de cualquiera de las antenas. Es en ese momento cuando, automáticamente,  se procede a la descarga de los datos almacenados y se hacen disponibles al usuario, a través de la plataforma  web de la ICTS-RBD.

En la siguiente figura, se muestra uno de los emisores-logger de geolocalización colocado en un ave (especie: Alcaraván, Burhinus oedicnemus).

Aplicaciones adicionales:  Debido al bajo peso de los logger, este sistema permite también el seguimiento de especies nomigratorias locales como pueden ser los anfibios o pequeños mamíferos

Topillo de Cabrera  con el emisor logger  colocado  bajo el cuello y la antena saliendo hacia arriba.

Ejemplo de emisor-logger de 8g de peso para ave de mediano tamaño

 

3.-  Desarrollo de la aplicación web.

Es uno de los objetivos fundamentales del proyecto,  hacer accesible y públicos la información obtenida. Incluye el desarrollo de la interfase de comunicación entre el sistema automático y el investigador. Está ya disponible una interfase operativa que incluye  los servicios mediante el acceso vía web a los servidores que suministran toda la información on-line, para la visualización y gráficas, exportación de datos, generación de informes, y otras muchas funciones más.

El sistema es fácilmente escalable, abierto y estándar, con una interfaz amigable y sencilla para el usuario y accesible vía web, con capacidad de autenticación y/o de acceso público y que permitirá la incorporación de sensores adicionales: de mortalidad, velocidad, acelerómetros, altitud, temperatura. Es completamente automatizable, pudiendo recoger la información en el campo, almacenarla y enviarla mediante GSM al centro de seguimiento y  monitoreo.

A continuación mostramos algunas capturas de pantallas de la aplicación actualmente funcionando. 

Abajo, pantalla de selección de animales. En el panel de la derecha se seleccionan los animales por sus identificadores. Una vez identificado el animal que se quiere seguir,  se marca y se seleccionan las fechas y horas que se quieren mostrar en el mapa o exportar. 

 

Una primera opción muy recomendada es representar en un mapa la última posición del avistamiento o localización del animal (flecha verde). Seleccionando un intervalo de fechas y/o horas se puede representar gráficamente la ruta seguid durante ese periodo de tiempo.

 

En el menú de INFORMES se pueden seleccionar diferentes formatos de exportación para el periodo de tiempo seleccionado para un animal concreto.

Los formatos actualmente disponibles son:

Formato kml (Google Earth)  

Formato Excell  

Formato txt (Arcgis, Arcview, ...) separador coma 

Formato txt (Arcgis, Arcview, ...) separador punto Gº M' S" 

Formato txt (Arcgis, Arcview, ...) UTM GWS84" 

Formato txt (Arcgis, Arcview, ...) separador punto

En el menú de INFORMES, además de poderse seleccionar diferentes formatos de exportación para el periodo de tiempo seleccionado, para un animal concreto, se pueden descargar y visionar los datos (“historicos”).

En esta tabla se resumen las primeras 17 observaciones  de las 1225 localizaciones realizadas.

Mapa del emisor-logger 432. Primeras 100 localizaciones de la base de  datos del día 24 de octubre.