D10 Acelerometría y Telemetría Acústica en Campo

Tópico

La acelerometría y la telemetría acústica son las dos tecnologías dominantes para estudiar el comportamiento locomotor y los patrones de movimiento de los peces dentro de su ambiente natural, un entorno donde las técnicas de laboratorio descritas antes en esta serie —la velocimetría por imágenes de partículas, la respirometría, la electromiografía— sencillamente no se pueden aplicar. Los acelerómetros triaxiales, implantados o adheridos al cuerpo del pez, miden la aceleración de ese cuerpo en los tres ejes del espacio, con una frecuencia de muestreo de entre diez y cien hercios, suficiente para captar cada ciclo del batido de la aleta caudal. La telemetría acústica, en cambio, registra la posición del pez dentro del cuerpo de agua mediante una red de hidrófonos receptores distribuidos, que triangulan la posición de un emisor acústico implantado en el propio pez.

El acelerómetro implantado en el pez registra, en realidad, la suma de dos componentes: la aceleración de la gravedad, una componente estática que revela la orientación del sensor dentro del cuerpo del pez, y la aceleración dinámica propia del movimiento del pez. Separando ambas componentes —filtrando por un lado las frecuencias altas, que corresponden a la aceleración dinámica, y por otro las frecuencias bajas, que corresponden a la componente gravitacional— se obtiene la aceleración dinámica corporal total, que es la suma de los valores absolutos de esa aceleración dinámica en los tres ejes del espacio. Esta aceleración dinámica corporal total ha demostrado ser un indicador robusto del gasto energético del pez, es decir, de su tasa metabólica, mediante calibraciones empíricas en las que la tasa metabólica resulta proporcional a la masa del pez elevada a una potencia característica de la especie, y proporcional también a esta misma aceleración dinámica corporal total.

Mientras la acelerometría reconstruye el gasto energético del pez a partir de su propio movimiento, la telemetría acústica calcula la posición del pez mediante hiperbolización: la diferencia en el tiempo en que la señal emitida por el pez llega a cada par de hidrófonos de la red define una hipérbola en el espacio, y la intersección de todas esas hipérbolas, calculadas entre distintos pares de hidrófonos, localiza la posición exacta del pez. La precisión de este posicionamiento depende de tres factores: de la geometría con la que está distribuida la red de hidrófonos, de la velocidad del sonido en el agua, que a su vez varía con la temperatura y la salinidad del agua, y de qué tan fina es la resolución temporal con la que se mide esa diferencia en el tiempo de llegada de la señal.

Combinar la acelerometría, que entrega la tasa metabólica del pez y sus ciclos de nado, con la telemetría acústica, que entrega su trayectoria completa en tres dimensiones, permite construir una estimación completa del costo de transporte del pez en condiciones naturales, algo que ninguna otra técnica de las descritas en esta serie logra ofrecer fuera del ambiente controlado de un laboratorio.

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