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

Resumo Técnico: Mascaramento Acústico de Chamados de Baleia-Azul por Ruído de Navios no Norte da Patagônia Chilena

Problema
O ruído antropogênico subaquático representa uma ameaça significativa às baleias de barba ao reduzir o espaço de comunicação através do mascaramento acústico. O norte da Patagônia chilena (NCP) serve como um campo de alimentação crítico para a baleia-azul do Sudeste do Pacífico (Balaenoptera musculus), de espécie em perigo, mas esta área experimenta uma sobreposição substancial com o tráfego marítimo. Embora estudos anteriores tenham documentado a sobreposição espacial entre os habitats das baleias e o tráfego de embarcações na NCP, e tenham estabelecido os mecanismos gerais de mascaramento por ruído, nenhuma pesquisa anterior havia quantificado os impactos específicos do ruído de embarcações no espaço de comunicação das baleias-azuis nesta região. Além disso, os estudos de mascaramento existentes frequentemente dependem de movimentos simulados de animais em vez de dados empíricos. Este estudo aborda a lacuna na compreensão da variabilidade temporal e espacial do mascaramento de comunicação para as baleias-azuis do Sudeste do Pacífico sob as atuais condições de navegação e avalia a eficácia potencial da redução da velocidade das embarcações (limites de 8 kt e 10 kt) como uma estratégia de mitigação.

Metodologia
O estudo empregou uma estrutura de modelagem de mascaramento acústico acoplada a dados empíricos de quatro baleias-azuis marcadas via satélite (B12, B13, B14 e B15) e dados de embarcações do Sistema de Identificação Automática (AIS) coletados entre 4 de fevereiro e 16 de junho de 2019.

• Fontes de Dados:

  • Trajetórias das Baleias: Dados de movimento em tempo real de marcas de satélite foram processados usando um modelo de caminhada aleatória correlacionada de tempo contínuo para considerar erros de observação e variáveis oceanográficas.
  • Dados de Embarcações: Dados do AIS forneceram coordenadas, classe, comprimento e velocidade das embarcações. As trajetórias das embarcações foram decimadas para pontos de passagem de 10 minutos.
  • Dados Ambientais: Dados de velocidade do vento foram obtidos do NCEP/NOAA para modelar o ruído ambiente natural.

• Abordagem de Modelagem:

  • Estimativa do Espaço de Comunicação: Baseado na estrutura de Clark et al. (2009), o estudo calculou o "espaço de comunicação do emissor" (a área máxima onde a comunicação acústica poderia ocorrer) para dois tipos de chamados: "chamados de canto" de longo alcance (20–25 Hz) e "chamados D" de curto alcance (38–88 Hz).
  • Modelo de Propagação: Foi utilizado um modelo de perda de propagação intermediário entre a propagação esférica e cilíndrica, incorporando a batimetria do GEBCO. Os níveis de fonte foram assumidos em 174 dB para os cantos e 166 dB para os chamados D.
  • Cálculo de Mascaramento: O Excesso de Sinal (SE) foi calculado para uma grade de receptores potenciais ao redor das trajetórias das baleias. A Perda de Espaço de Comunicação ($CS_{loss}$) e o Mascaramento ($M_s$) foram derivados comparando o espaço de comunicação sob condições de ruído de vento natural versus condições incluindo o ruído das embarcações.
  • Cenários: O modelo simulou quatro condições: (a) apenas ruído do vento; (b) vento + ruído atual das embarcações; (c) vento + ruído das embarcações com um limite de velocidade de 10 kt; e (d) vento + ruído das embarcações com um limite de velocidade de 8 kt.

Principais Resultados

• Níveis de Mascaramento Atuais: Sob as atuais condições de tráfego de embarcações, o ruído dos navios reduziu o espaço de comunicação em uma média de 25% para os chamados de canto e 47% para os chamados D entre as quatro baleias marcadas.
• Impacto Máximo: O pico de mascaramento atingiu 68,4% para os chamados de canto e 97,3% para os chamados D.
• Variabilidade: O mascaramento variou significamente ao longo do tempo e do espaço, influenciado pela localização das baleias, batimetria, condições de vento e densidade de tráfego de embarcações. Os chamados D experimentaram consistentemente maior mascaramento do que os chamados de canto devido aos seus níveis de fonte mais baixos e frequências mais altas, que limitam seu alcance de propagação.
• Impacto do Tamanho da Embarcação: Embarcações maiores que 100 metros geraram o maior mascaramento mediano (29% para cantos, 50% para chamados D). Isso foi mais de quatro vezes superior ao mascaramento gerado por embarcações de 51–100 m para os cantos, e mais do que o dobro para os chamados D.
• Eficácia do Limite de Velocidade:
  • A implementação de um limite de velocidade de 10 kt reduziu o mascaramento mediano para 16–27% para chamados de canto e 33–43% para chamados D.
  • A implementação de um limite de velocidade de 8 kt reduziu ainda mais o mascaramento mediano para 5–9% para chamados de canto e 22–32% para chamados D, dependendo da trajetória específica da baleia.
  • Para classes de embarcações menores (<100 m), um limite de 8 kt resultou em 0% de mascaramento para chamados de canto.

Significância e Alegações
Os autores afirmam que este estudo é o primeiro a estimar o mascaramento de comunicação usando trajetórias de movimento reais de baleias-azuis em vez de animats simulados, forneando uma avaliação mais realista da variabilidade temporal e espacial na perda do espaço de comunicação.

O artigo conclui que:

1. A redução da velocidade das embarcações é uma medida de mitigação de duplo propósito eficaz. Reduzir as velocidades para 8 kt ou 10 kt diminui simultaneamente o mascaramento acústico e reduz o risco de colisões fatais com navios, particularmente para as maiores embarcações, que contribuem mais tanto para o ruído quanto para a mortalidade.
2. Os chamados D são desproporcionalmente afetados. O alto mascaramento dos chamados D sugere que o ruído dos navios prejudica especificamente a comunicação social de curto alcance e a coordenação de forrageio, que são comportamentos críticos neste campo de alimentação.
3. Implicações de Gestão. Integrar o gerenciamento de velocidade nas estratégias de conservação para a área de alimentação da NCP pode proporcionar benefícios ecológicos substanciais. O estudo apoia a implementação de limites de velocidade (especificamente 8 kt) como uma estratégia viável para mitigar a pegada acústica da navegação em habitats críticos de baleias-azuis.