Las ballenas pasan la mayor parte del tiempo sin emitir sonido. El seguimiento basado en vocalizaciones, la herramienta estándar para estudiar el movimiento y el comportamiento de los cetáceos, deja una ventana ciega que cubre la mayor parte de sus vidas. Un nuevo estudio de la Universidad Noruega de Ciencia y Tecnología ha encontrado una forma de llenar ese vacío, utilizando una red de sensores que ya yacen en el fondo marino: los cables de telecomunicaciones de fibra óptica submarinos.
El estudio, dirigido por Robin André Rørstadbotnen y Martin Landrø en el Centro de Predicción Geofísica de la NTNU y publicado en PNAS el 23 de junio, demuestra que la detección acústica distribuida (DAS) en un cable submarino comercial frente a la costa de Svalbard en el Ártico puede detectar ballenas azules silenciosas mediante los campos de presión hidrodinámicos generados por sus cuerpos al nadar.
Cómo funciona la DAS y cómo la extendieron
La detección acústica distribuida funciona disparando pulsos láser coherentes a través de una fibra óptica. Las impurezas microscópicas en el vidrio hacen que una pequeña fracción de la luz se refleje hacia la fuente, retrodispersión Rayleigh. Cuando una onda acústica o fluctuación de presión deforma la fibra, la fase de la luz retrodispersada se desplaza en proporción a la deformación. Debido a que la velocidad de la luz en la fibra se conoce con precisión, el interrogador puede localizar la perturbación en aproximadamente 10 metros a lo largo de cables de 50 kilómetros o más. Todo el cable se convierte en miles de sensores de deformación virtuales.
La DAS se ha utilizado para la detección de terremotos, monitoreo de tuberías y seguimiento acústico de ballenas, pero la DAS estándar registra frecuencias en el rango acústico, las ondas sonoras que las ballenas producen cuando vocalizan. Rørstadbotnen y Landrø llevaron la técnica al régimen de frecuencias ultra bajas de 0.01 a 0.1 hercios, donde la señal no es acústica sino hidrodinámica: el desplazamiento físico del agua creado por un cuerpo en movimiento.
Cuando una ballena nada, su cuerpo empuja el agua a un lado, generando un campo de presión y velocidad a su alrededor. Este es el mismo tipo de señal producida por un barco que se mueve a través del agua, aunque aproximadamente 100 veces más pequeña a distancias comparables. El equipo de la NTNU adaptó un modelo publicado originalmente por Rayleigh en 1917 que describe el colapso de cavidades en flujo incompresible al caso de una fuente en traslación, la ballena nadadora. La amplitud de la tasa de deformación cuando la fuente está directamente sobre la fibra es proporcional al inverso del cubo de la profundidad de la fuente, limitando el rango de detección a aproximadamente 40 metros para ballenas en comparación con unos 550 metros para grandes barcos.
Demostración en océano real
Esto no fue un experimento de tanque. El equipo utilizó un cable de telecomunicaciones submarino activo frente a Svalbard, infraestructura ártica real, datos recopilados para otros propósitos y reanalizados. Identificaron 13 eventos hidrodinámicos de baja frecuencia de ballenas azules que no estaban vocalizando en ese momento, cotejando las señales con espectrogramas de vocalización (barridos descendentes de ballenas azules de 60 a 20 hercios) para confirmar la identidad de la especie.
Los movimientos de los barcos fueron validados con datos del Sistema de Identificación Automática y utilizados como objetivos de calibración para el modelo de campo de presión. Las señales decaían como el inverso del cubo de la distancia, coincidiendo con la predicción teórica.
Lo que esto permite
La principal ventaja es la cobertura. Las ballenas que no vocalizan, o que vocalizan en bandas de frecuencia por encima de los rangos de grabación DAS estándar, como hacen muchos odontocetos, son invisibles para el monitoreo acústico convencional. La detección hidrodinámica funciona independientemente de si el animal está haciendo ruido. El método también es escalable: la red global de cables de telecomunicaciones submarinos ya existente en el fondo marino podría, en principio, reutilizarse para el monitoreo pasivo de mamíferos marinos.
El enfoque también tiene aplicaciones potenciales más allá de la detección de ballenas. La misma sensibilidad de frecuencia ultra baja podría utilizarse para monitorear corrientes oceánicas, olas internas y otras características hidrodinámicas que los sensores oceanográficos convencionales no pueden resolver a escala de red de cables.
Traducido por Alessandra
Fuente: Rørstadbotnen RA, Landrø M. Detection of silent whales using distributed acoustic sensing on submarine fiber-optic cables. PNAS. 2026;123(26):e2603077123. doi:10.1073/pnas.2603077123