Article title: Acoustic masking of blue whale calls by ship noise in Northern Chilean Patagonia

Resumen Técnico: Enmascaramiento Acústico de los Cantos de la Ballena Azul por el Ruido de los Buques en la Patagonia Norte Chilena

Planteamiento del Problema
El ruido antropogénico submarino representa una amenaza significativa para las ballenas barbadas al reducir el espacio de comunicación mediante el enmascaramiento acústico. La Patagonia Norte Chilena (PNC) sirve como un área crítica de alimentación para la ballena azul del Pacífico Sudoriental (Balaenoptera musculus), la cual se encuentra en peligro de extinción; sin embargo, esta zona experimenta un solapamiento sustancial con el tráfico marítimo. Si bien estudios previos han documentado el solapamiento espacial entre los hábitats de las ballenas y el tráfico de embarcaciones en la PNC, y han establecido los mecanismos generales del enmascaramiento por ruido, ninguna investigación previa había cuantificado los impactos específicos del ruido de los buques en el espacio de comunicación de las ballenas azules en esta región. Además, los estudios de enmascaramiento existentes suelen depender de movimientos simulados de animales en lugar de datos empíricos. Este estudio aborda la brecha en la comprensión de la variabilidad temporal y espacial del enmascaramiento de la comunicación para las ballenas azules del Pacífico Sudoriental bajo las condiciones actuales de navegación, y evalúa la eficacia potencial de la reducción de la velocidad de los buques (límites de 8 kt y 10 kt) como estrategia de mitigación.

Metodología
El estudio empleó un marco de modelado de enmascaramiento acústico junto con datos empíricos de cuatro ballenas azules marcadas con satélite (B12, B13, B14 y B15) y datos de buques del Sistema de Identificación Automática (AIS) recolectados entre el 4 de febrero y el 16 de junio de 2019.

• Fuentes de Datos:

  • Rastros de Ballenas: Los datos de movimiento en tiempo real de las etiquetas satelitales fueron procesados utilizando un modelo de caminata aleatoria correlacionada de tiempo continuo para contabilizar el error de observación y las variables oceanográficas.
  • Datos de Buques: Los datos de AIS proporcionaron coordenadas, clase, longitud y velocidad de los buques. Las trayectorias de los buques fueron decimadas a puntos de control de 10 minutos.
  • Datos Ambientales: Los datos de velocidad del viento se obtuvieron de NCEP/NOAA para modelar el ruido ambiental natural.

• Enfoque de Modelado:

  • Estimación del Espacio de Comunicación: Basándose en el marco de Clark et al. (2009), el estudio calculó el "espacio de comunicación del emisor" (el área máxima donde puede ocurrir la comunicación acústica) para dos tipos de llamadas: los cantos de largo alcance ("song calls", 20–25 Hz) y las llamadas de corto alcance tipo D ("D-calls", 38–88 Hz).
  • Modelo de Propagación: Se utilizó un modelo de pérdida por propagación intermedio entre la propagación esférica y cilíndrica, incorporando la batimetría de GEBCO. Se asumieron niveles de fuente de 174 dB para los cantos y 166 dB para las llamadas D.
  • Cálculo de Enmascaramiento: El Exceso de Señal (SE) se calculó para una cuadrícula de receptores potenciales que rodean los rastros de las ballenas. La Pérdida de Espacio de Comunicación ($CS_{loss}$) y el Enmascaramiento ($M_s$) se derivaron comparando el espacio de comunicación bajo condiciones de ruido de viento natural frente a las condiciones que incluyen el ruido de los buques.
  • Escenarios: El modelo simuló cuatro condiciones: (a) solo ruido de viento; (b) viento + ruido de buques actual; (c) viento + ruido de buques con un límite de velocidad de 10 kt; y (d) viento + ruido de buques con un límite de velocidad de 8 kt.

Resultos Clave

• Niveles de Enmascaramiento Actuales: Bajo las condiciones actuales de tráfico de buques, el ruido de los barcos redujo el espacio de comunicación en un promedio del 25% para los cantos y un 47% para las llamadas D en las cuatro ballenas marcadas.
• Impacto Máximo: El enmascaramiento máximo alcanzó el 68.4% para los cantos y el 97.3% para las llamadas D.
• Variabilidad: El enmascaramiento varió significamente en el tiempo y el espacio, influenciado por la ubicación de la ballena, la batimetría, las condiciones del viento y la densidad del tráfico de buques. Las llamadas D experimentaron consistentemente un mayor enmascaramiento que los cantos debido a sus menores niveles de fuente y frecuencias más altas, lo que limita su rango de propagación.
• Impacto del Tamaño del Buque: Los buques mayores a 100 metros generaron el enmascaramiento mediano más alto (29% para cantos, 50% para llamadas D). Esto fue más de cuatro veces superior al enmascaramiento generado por buques de 51–100 m para los cantos, y más del doble para las llamadas D.
• Eficacia del Límite de Velocidad:
  • La implementación de un límite de velocidad de 10 kt redujo el enmascaramiento mediano al 16–27% para los cantos y al 33–43% para las llamadas D.
  • La implementación de un límite de velocidad de 8 kt redujo aún más el enmascaramiento mediano al 5–9% para los cantos y al 22–32% para las llamadas D, dependiendo del rastro específico de la ballena.
  • Para clases de buques más pequeñas (<100 m), un límite de 8 kt resultó en un 0% de enmascaramiento para los cantos.

Significancia y Reivindicaciones
Los autores afirman que este estudio es el primero en estimar el enmascaramiento de la comunicación utilizando rastros de movimiento reales de ballenas azules en lugar de animats simulados, proporcionando una evaluación más realista de la variabilidad temporal y espacial en la pérdida del espacio de comunicación.

El artículo concluye que:

1. La reducción de la velocidad de los buques es una medida de mitigación de doble propósito efectiva. Reducir las velocidades a 8 kt o 10 kt disminuye simultáneamente el enmascaramiento acústico y reduce el riesgo de colisiones fatales con buques, particularmente para los barcos más grandes que contribuyen más tanto al ruido como a la mortalidad.
2. Las llamadas D se ven desproporcionadamente afectadas. El alto enmascaramiento de las llamadas D sugiere que el ruido de los buques impide específicamente la comunicación social de corto alcance y la coordinación de la alimentación, que son comportamientos críticos en este área de alimentación.
3. Implicaciones de Gestión. Integrar la gestión de la velocidad en las estrategias de conservación para la zona de alimentación de la PNC podría proporcionar beneficios ecológicos sustanciales. El estudio respalda la implementación de límites de velocidad (específicamente de 8 kt) como una estrategia viable para mitigar la huella acústica de la navegación en hábitats críticos de la ballena azul.