Una red de sensores para proteger la selva misionera

Universidad Nacional de Misiones - Facultad de Ingeniería

01 de Octubre de 2018 | 10 ′ 48 ′′


Una red de sensores para proteger la selva misionera


Un equipo de investigadores trabaja para crear una red de monitoreo con el objetivo de controlar áreas protegidas de la selva misionera, estudiarlas con mayor profundidad y protegerlas tanto de amenazas medioambientales como de actividades ilegales que pongan en peligro la flora y fauna de la región.

Misiones posee su superficie geográfica cubierta mayormente por Selva Paranaense; una de las ecorregiones de mayor diversidad biológica del mundo y de altísima prioridad de conservación. Los recursos que provee dicha selva son enormes, pero cada vez más escasos. La extracción de madera nativa es un peligroso proceso, que lentamente elimina el hábitat de especies que necesitan de ciertos árboles para nidificar, cazar y subsistir.

Atentos a esta problemática, investigadores de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de Misiones desarrollan una red de sensores autónomos para monitoreo medioambiental y actividad ilegal en selvas misioneras. El director del proyecto, Sergio Moya*, explicó que el objetivo es brindar herramientas tecnológicas que sirvan para mejorar los controles en áreas protegidas, como también de ayuda a biólogos y personal encargado del estudio, seguimiento y protección de especies de flora y fauna en peligro de extinción.

La investigación comenzó cuando Moya realizaba el doctorado en Mar del Plata, el que culminó con aportes aplicables a sistemas de comunicación de datos. En 2017, retornó a la Facultad de Ingeniería de Oberá – actualmente es docente y becario posdoctoral de CONICET-. “Desde entonces, y conociendo las grandes carencias tecnológicas que existen en lo vinculado a la protección medioambiental de Misiones, he motivado la creación de una línea de investigación volcada al desarrollo de tecnologías aplicadas a la preservación de una de las ecorregiones más amenazadas a nivel mundial, como lo es la Selva Paranaense, de la cual los últimos remanentes y mejor conservados están en Misiones”, sostuvo el investigador.

Uno de los proyectos es el denominado ‘Sistemas de detección de disparos de armas de fuego en selvas’, que trabaja en el desarrollo de una red de sensores remotos que logren un monitoreo en tiempo real y reporten actividades ilegales como caza y tala furtiva, de manera rápida y segura, a través de la detección automática de disparos de distintos tipos de armas en audios provenientes de micrófonos colocados en la selva.

El buen funcionamiento del algoritmo de detección fue evaluado en sistemas digitales en tiempo real y los resultados fueron publicados en diversas jornadas y congresos nacionales. De esta forma, el ‘cerebro’ del sistema ya está probado; ahora restan las etapas de comunicación entre nodos y las fuentes de tensión que permitirán a cada nodo de la red funcionar de manera autónoma por largos periodos de tiempo. Actualmente, se está en proceso de patentamiento del sistema completo, lo que permitirá controlar áreas de miles de hectáreas de manera eficiente y confiable.

A su vez, el equipo trabaja en ‘Sistemas de grabación de audio autónomos para ambientes selváticos’. Se trata del desarrollo de un grabador de audio que pueda funcionar durante varios meses de manera autónoma (sin necesidad de estar enchufado a la red eléctrica). Cumple el objetivo de proveer una herramienta de estudio para biólogos que requieren registrar los cantos y vocalizaciones de especies que aún no son muy conocidas por la ciencia, o bien, son extremadamente escasas en la Provincia o están en cierto grado de amenaza en la región. Y a esto se suma una investigación sobre ‘Procesamiento de señales de audio para identificación automática de especies’.

Moya se define como un apasionado de la naturaleza y en sus viajes, recorre reservas naturales de la provincia para estudiar comportamientos de aves y la fauna en general. Así también conoció la actividad de los guardaparques. "Uno ve la grandísima extensión de selva que, si bien está protegida por legislaciones, es imposible custodiarla por completo y todo el tiempo de manera efectiva”, afirmó el investigador, y agregó: “Son muchas hectáreas de superficie selvática que deben custodiarse de cazadores y extractores de madera, y para las patrullas de guardaparques es imposible acceder a ciertos lugares debido a las propias características del terreno. Y sería inviable colocar puestos de control con personal en todos los lugares conflictivos que existen en las reservas de Misiones".

También en estos recorridos el investigador notó que la mayoría de los equipos tecnológicos utilizados en la selva (cámaras trampas, grabadores de audio, equipos de rastrero, etc.) son equipos importados, muy costosos y por ende, difíciles de conseguir en la Provincia.
"Con el tiempo uno entiende que la selva y su biodiversidad no es algo que está separado de nosotros o de nuestras ciudades o pueblos, sino que con la pérdida de especies y la fragmentación de la selva se desencadenan efectos trágicos para la sociedad, como enfermedades, crecientes de ríos y arroyos cada vez más fuertes, etc., que afectan el desarrollo de la sociedad, y ¡ni hablar de la extinción de especies!", reflexionó Moya.

Todo esto fue motivo suficiente para estudiar la forma en que, mediante la generación de conocimiento en Misiones y el desarrollo de tecnología específicamente diseñada para las necesidades del medioambiente local, se pueda ayudar a la conservación de las especies en su más amplio significado.

EN RIESGO
Sobre las especies (flora y fauna) y las zonas en peligro en Misiones, el investigador citó algunas de ellas: las grandes águilas, como la Harpía (Harpía harpyja) y el Águila Monera (Morphnus guianensis), especies que por cientos de años habitaron casi la totalidad de la provincia de Misiones, necesitan de selvas vírgenes con árboles emergentes para moverse. Y, justamente, los árboles emergentes (los de mayor porte) son los primeros en caer por la tala ilegal.

Algunas especies de árboles emergentes, como el Palo Rosa (Aspidosperma polyneuron) y el Pino Paraná (Araucaria angustifolia) llegaron a estar en peligro debido a la tala de madera ilegal. El Palmito (Euterpe edulis) es otra especie de flora en peligro. Respecto a la caza furtiva, actividad ilegal en áreas protegidas, el problema principal ocurre ante la caza de especies en peligro de extinción; sólo por citar algunas, el Tapir (Tapirus terrestris), la Yacutinga (Pipile jacutinga) y el Yaguareté (Phanteraonca). Indirectamente, la caza de chanchos de monte, pacas y demás especies afecta directamente a grandes predadores, como el Yaguareté y el Puma, que ven disminuido el número de sus presas habituales.

Por otro lado, afirmó Moya, existen especies que no son objetivo de cazadores pero que sí requieren de ambientes de flora específicos o grandes extensiones de selva sin intervención (o con poca intervención) para subsistir, por ejemplo, el Zorro Pitoco (Speothos venaticus), Batará Pecho Negro (Biatas nigropectus), Bailarín Castaño (Piprites pileata), Coludito de los Pinos (Leptasthenura setaria), Carpintero Cara Canela (Celeus galeatus), entre varias más.

LA INVESTIGACIÓN
En la actualidad el investigador trabaja con colegas y alumnos en varios equipos que puedan servir para controlar actividades ilegales en selvas del tipo subtropical, como la presente en Misiones. Esta línea de investigación surgió hace poco, y el objetivo es desarrollar un sistema de monitoreo ambiental y detección de caza y tala furtiva, que pueda abarcar grandes superficies mediante una red de sensores autónomos intercomunicados entre sí. Cada uno de los nodos que conforman la red es energéticamente independiente y consumen muy poca energía, explicó Moya.

Uno de los principales avances concretados es el desarrollo de algoritmos que corren en procesadores y en tiempo real y permiten la detección de disparos de armas de fuego a varios kilómetros de distancia con una tasa muy baja de error, robustos a distintos sonidos similares a un disparo que ocurren en la selva. Mediante esto, el objetivo es que este sistema pueda colocarse en áreas remotas y de difícil acceso, y que utilizando esquemas de comunicación inalámbrica de baja potencia permita el reporte de caza furtiva directamente a guardaparques o a donde se requiera, en el momento exacto del evento y reportando su ubicación.

"Tenemos muchos desafíos en frente, como la optimización de los sistemas de alimentación energética, que puedan asegurar el funcionamiento de los equipos en zonas aisladas, las comunicaciones inalámbricas en ambientes selváticos, etc., pero en ello trabajamos", dijo Moya.
De manera similar a la detección de disparos, se estudiaron algoritmos que detecten los sonidos de motosierra para detectar la tala ilegal. "Estos desarrollos los hacemos con el grupo de procesamiento digital de señales del Laboratorio de Electrónica, y comenzamos el estudio de algoritmos de identificación automática de especies de fauna autóctona mediante sus sonidos, con el objetivo de colaborar con instituciones que estudian dichas especies", comentó.

LAS METAS
El objetivo es que, una vez terminado y probado todo el sistema de detección de actividad ilegal en selvas, el mismo sea implementado en aquellos lugares protegidos en donde los controles no pueden realizarse de manera constante. "También puede utilizarse en zonas intangibles o simplemente donde haya mucha actividad de caza furtiva. Queremos que esto sea utilizado también por propietarios de reservas privadas como herramienta para la protección de su propia tierra. El Estado Provincial también podría hacer uso de estos equipos en muchas de sus áreas protegidas y, al ser un sistema que puede utilizarse en distintos tipos de ambientes, también pueda llevárselo a otras áreas protegidas de Argentina", anheló Moya.

El financiamiento de esta línea de investigación proviene principalmente de tres sectores, la universidad, a través de la Secretaria de Ciencia y Técnica de la Facultad de Ingeniería mediante proyectos acreditados, CONICET y también a partir de un proyecto de desarrollo tecnológico y social (PDTS) con una empresa privada del ámbito local, que aporta los fondos para las campañas de campo y la compra de equipamiento.

* Sergio Moya es doctor en ingeniería por parte de la Facultad de ingeniería de la Universidad Nacional de Mar del Plata e ingeniero en electrónica por la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de Misiones (sede Oberá) donde también es docente e investigador.

Claudia Sapa
claudia.sapa@campus.unam.edu.ar
Ana Victoria Espinoza
Información Universitaria


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