Las etiquetas acústicas son pequeños dispositivos emisores de sonido que permiten la detección y/o el seguimiento remoto de organismos en ecosistemas acuáticos. Las etiquetas acústicas se utilizan comúnmente para monitorear el comportamiento de los peces. Los estudios se pueden realizar en lagos , ríos , afluentes , estuarios o en el mar . La tecnología de etiquetas acústicas permite a los investigadores obtener datos de ubicación de los peces etiquetados: dependiendo de las configuraciones de la etiqueta y del conjunto de receptores, los investigadores pueden recibir datos simples de presencia/ausencia, datos de posición 2D o incluso rastros de peces 3D en tiempo real con resoluciones submétricas.
Las etiquetas acústicas permiten a los investigadores:
Las etiquetas acústicas transmiten una señal compuesta de pulsos acústicos o "pings" que envían información de ubicación sobre el organismo marcado al receptor del hidrófono . Al vincular la firma acústica recibida con el tipo conocido de código de señal programado, se identifica al individuo marcado específico. La señal transmitida puede propagarse hasta 1 km (en agua dulce) [ cita requerida ] . Los receptores pueden ser sostenidos activamente por un investigador ("Seguimiento activo") o fijados a ubicaciones específicas ("Seguimiento pasivo"). [1] Los conjuntos de receptores pueden permitir la triangulación de individuos marcados a lo largo de muchos kilómetros. Las etiquetas acústicas pueden tener una vida útil de batería muy larga: algunas etiquetas duran hasta cuatro años [ cita requerida ] .
Las etiquetas acústicas se producen en muchas formas y tamaños diferentes según el tipo de especie que se esté estudiando o el tipo de entorno en el que se lleva a cabo el estudio. Los parámetros de sonido, como la frecuencia y el método de modulación, se eligen para lograr una detectabilidad y un nivel de señal óptimos. Para entornos oceánicos, a menudo se utilizan frecuencias inferiores a 100 kHz [ cita requerida ] , mientras que las frecuencias de varios cientos de kilohercios son más comunes en estudios en ríos y lagos [ cita requerida ] .
Una etiqueta acústica típica consta de un transductor piezocerámico , electrónica de accionamiento/temporización y una fuente de alimentación por batería [ cita requerida ] . A menudo se utilizan transductores cilíndricos o de "tubo", que tienen metalización en las paredes internas y externas de la estructura. En funcionamiento normal, una señal eléctrica de corriente alterna (CA) generada por la electrónica de accionamiento/temporización se imprime a través de las dos capas de metalización. Este voltaje crea tensión en el material, lo que a su vez hace que el transductor emita una señal acústica o "ping", que emana hacia afuera desde la superficie del tubo. Un "ping" acústico puede ser detectado por receptores especializados y procesado utilizando técnicas avanzadas de procesamiento de señales para determinar si un pez que nada hacia el área de recepción lleva una etiqueta acústica específica.
Las etiquetas acústicas se distinguen de otros tipos de dispositivos, como las etiquetas de radio o las etiquetas de transpondedor inductivo pasivo (PIT), en que pueden funcionar tanto en agua salada como dulce (las etiquetas RF y PIT funcionan mal en agua salada) y no dependen de dirigir al pez en una ruta particular (las etiquetas PIT requieren que el pez pase por un área de detección restringida).
Se utilizan varios tipos diferentes de métodos para fijar la etiqueta a un organismo. En los peces, las etiquetas se colocan con frecuencia en el individuo haciendo una pequeña incisión en la cavidad abdominal del pez (implantación quirúrgica), o se colocan en el esófago para incrustar la etiqueta acústica en el estómago (implantación gástrica) [ cita requerida ] . La fijación externa con compuestos adhesivos no se suele utilizar en los peces, ya que los fluidos de las escamas no permiten una fijación exitosa al tejido de las escamas. En otros organismos, las etiquetas se colocan con pegamentos de alta resistencia [ cita requerida ] .
Al determinar el tiempo de llegada del sonido a cada hidrófono, se puede calcular la posición 3D del pez. El receptor del hidrófono capta la señal de sonido y la convierte en datos que los investigadores utilizan para trazar las posiciones de las etiquetas resultantes en tres dimensiones, en tiempo real. [2] Mediante un software de posprocesamiento, como MarkTags , se toman esos datos y se entrega el resultado, la pista 3D.
En la actualidad, las etiquetas acústicas se utilizan con mayor frecuencia para monitorear a los peces que se acercan a las estructuras de desviación y guía en las represas hidroeléctricas. Esto permite que las instalaciones de represas hidroeléctricas, los distritos de servicios públicos y los municipios evalúen las rutas migratorias específicas utilizadas por los peces (con mayor frecuencia, salmones jóvenes), identifiquen dónde se produce la mortalidad de los peces y evalúen el comportamiento de los peces en relación con las condiciones hidrodinámicas y/o cualquier otro parámetro ambiental. En última instancia, trabajando para mejorar la efectividad de la desviación y proteger las poblaciones de peces, los sistemas de seguimiento de etiquetas acústicas son un avance significativo en la preservación de las poblaciones migratorias de salmón. Para ver un ejemplo de sistemas de seguimiento de etiquetas acústicas en funcionamiento en el río Columbia , consulte la aplicación más reciente del condado de Grant o la aplicación más reciente del condado de Chelan.
Se han empleado etiquetas acústicas para ayudar a las agencias de servicios públicos, empresas privadas y agencias estatales y federales a cumplir con las regulaciones pesqueras definidas por la Comisión Federal de Regulaciones y Supervisión de Energía, conocida como FERC.