Instituto de Ecología, A.C.

Drones: observación de fauna y de hábitats desde el aire

Salvador Mandujano y Alberto Rísquez Valdepeña

En el trabajo de conservación y manejo de las especies de fauna y flora silvestre se requiere el monitoreo constante para conocer el estatus y tendencia de las poblaciones, así como las posibles causas que pudieran afectarlas como cambios en el hábitat debido a la deforestación y fragmentación, agricultura y ganadería, introducción de especies exóticas y cacería furtiva.

Como parte de esos programas de monitoreo, se aplican diversos métodos de muestreo en campo entre los que destacan: el conteo directo de animales en líneas de recorrido, la captura-recaptura en diferentes tipos de trampas, redes y actualmente en cámaras-trampa; además, ha sido tradicional el empleo de métodos que involucran en rastreo para contar huellas, excrementos, madrigueras y cualquier otra evidencia de la presencia de las especies de interés. Otros métodos incluyen el seguimiento de animales equipados con radio-telemetría, la grabación de sonidos y vocalizaciones, e incluso los marcadores moleculares para la identificación de especies e incluso individuos. La aplicación de cualquiera de estos métodos implica un intenso trabajo en campo lo cual involucra desde la compra del equipo básico, hasta los gastos de viaje del personal en los muestreos. En consecuencia, los costos pueden ser muy variables pero en general son altos dependiendo, entre otros factores, de la superficie del área de estudio (ANP, UMA u otro), las especies involucradas, el personal disponible y el método seleccionado.

Uno de los métodos empleados comúnmente para numerosas especies de fauna alrededor del mundo, es el conteo directo de los animales desde el aire, ya sea en avionetas o helicópteros. Incluso para algunas especies, es posible su identificación desde fotos aéreas y satelitales. Por ejemplo, en las sabanas africanas el conteo de antílopes, elefantes y otras especies de talla mediana a grande, se realiza año tras año en varios Parques Nacionales como el Serengueti. Esta metodología se emplea en muchos lugares del mundo. En México se han aplicado estos métodos para ciertas especies como el venado cola blanca, venado bura, berrendo y borrego cimarrón, principalmente en los matorrales del norte donde es posible la aplicación de esta tecnología. Sin embargo, en todos los casos los costos y riesgos de realizar esos vuelos, son muy altos tanto en términos económicos como en costos humanos donde ha habido lamentables accidentes con pérdidas de vidas humanas al realizar esas labores. Además, el muestreo aéreo ha servido no solo para monitorear algunas especies de fauna, sino también para obtener información del hábitat a una resolución y detalle muy finos, lo cual permite en ciertos casos documentar los cambios en la extensión y calidad de los diferentes tipos de hábitats para la fauna. Esta información junto con la obtenida de otras fuentes, permite el empleo de sistemas de información geográfica para evaluar la calidad del hábitat.

¿Para qué se están aplicando los drones?

En los últimos 15 años ha ido en aumento el empleo de cuadri-helicópteros y aviones no tripulados, también conocidos como drones, para el monitoreo de fauna silvestre y del hábitat. Si bien en sus orígenes los drones fueron desarrollados y empleados para fines militares, actualmente se utilizan para muchas otras tareas y objetivos como por ejemplo: la realización de mapas de alta resolución; en la agricultura, para el control de incendios; para conocer el estado atmosférico, también para la evaluación del impacto de obras y planificación urbanística, para vigilancia, entre algunos. A medida que mejora la tecnología y bajan los costos de los drones, diferentes organizaciones, instituciones y universidades en el mundo han ido implementado y desarrollando laboratorios y programas para la evaluación de esta tecnología. Si bien los drones se encuentran en este momento en la “infancia” de su desarrollo, existen datos publicados, incluso en revistas científicas de gran nivel internacional, acerca de las ventajas, limitaciones y necesidades de desarrollo e investigación para la aplicación de esta tecnología.

En el caso del monitoreo biológico, los drones se están empleando para observar y cuantificar desde el aire diversas especies de fauna y flora, así como para la descripción del paisaje y las actividades humanas que los impactan. Por ejemplo, algunas de las especies para las que se están aplicando son: cocodrilos, manatíes, delfines, ballenas, patos, gansos, canguros, elefantes, rinocerontes y otros. Incluso se está aplicando esta tecnología para identificar desde el aire nidos y camas en los árboles elaboradas por los orangutanes para pernoctar; también se han empleado para detectar ciertos tipos de madrigueras o montículos que hacen varias especies de roedores. Los drones también se están aplicando para conocer y documentar algunos aspectos del hábitat a una resolución y detalle particularmente interesantes. Con la ventaja de hacerlo en diferentes ocasiones del año lo cual tiene mucha ventaja respecto a información satelital y de otro tipo la cual puede llegar a ser cara, o bien no estar a la resolución y en las temporadas que se desean. Asimismo, los drones se están utilizando para conocer los sitios de forrajeo del ganado el cual en muchos casos invade el hábitat y compite con las especies nativas; e incluso se están empleando para detectar cacería furtiva.

¿Qué es un dron?

Básicamente los drones, también conocidos como vehículos aéreos no tripulados, son aeronaves que vuela sin tripulación. En comparación a las avionetas con motor, los drones son muy pequeños con tamaños y pesos que varían dependiendo de los diferentes modelos, vuelan a alturas muy bajas (menos de 1 km), son controlados desde tierra por una o dos personas empleando equipos receptores, aunque también hay variaciones que vuelan con piloto automático, y habitualmente están equipados con equipo para la toma de panorámicas y video el cual puede ser almacenado y/o transmitido para su observación en tierra. Por supuesto, otras de las características importantes de los drones es que si tienen algún fallo y caen a tierra, lo único lesionado es el dron y equipo, pero no las personas. Los más conocidos por la gente en general, son los drones tipo helicópteros entre los que destacan los que tienen cuatro motores. Sin embargo, también se les llama dron a los aviones de radiocontrol. Ambos modelos tienen ventajas y desventajas dependiendo de los objetivos para los cuales quieren ser empleados. En biología, los drones están siendo empleados para el monitoreo de especies, hábitats y otras tareas.

¿Cómo funcionan los drones y qué tan accesibles son?

Los drones o vehículo aéreo no tripulado (VANT) son aeronaves que vuelan sin tripulación. Un VANT se define como un vehículo sin tripulación reutilizable, capaz de mantener un nivel de vuelo controlado y sostenido, y propulsado por un motor. Los drones cada vez se usan más en investigaciones de carácter ecológico, en particular para aproximarse a la fauna sensible en zonas poco accesibles o para especies animales raras de difícil detección/observación por métodos comunes. Actualmente, existe una gran variedad de drones comerciales que proveen la oportunidad a los investigadores de mejorar el monitoreo de poblaciones de fauna silvestre. En particular el modelo Scout X4 tiene las siguientes características que lo hacen atractivo para ser empleado en el estudio de animales como los venados: de acuerdo con los requerimientos de vuelo puede programar los movimientos horizontales, mediante una pantalla táctil móvil puede establecer el punto de despegue y destino. La aeronave puede regresar al punto de partida original, pasando por los puntos marcados en su trayectoria. Monitoreo de telemetría en tiempo real y soporte iPad con energía de respaldo compatible con tablets y otros. Tren de aterrizaje retráctil permite una buena portabilidad. Motores de alto rendimiento, aumento de estabilidad de la aeronave y simplificación de mantenimiento. Visualización de la capacidad de la batería y tiempo de vuelo de hasta 25 minutos a distancias entre 1.5 y 2 km.

¿Cuáles son las limitaciones principales de los drones?

Si los drones sustituirán o complementarán otros métodos para monitorear la biodiversidad, es un aspecto que todavía no puede todavía tener una respuesta precisa. Entre las limitaciones principales, es que los drones más adecuados para ser empleados en monitoreos no son baratos, aunque hay drones tipo helicópteros de venta comercial. Además, el vuelo de drones requiere de entrenamiento y equipo lo cual al inicio no es ni sencillo ni barato. Sin embargo, estas mismas limitantes existieron en su momento cuando, por ejemplo, hace 50 años o más se empezó emplear la radio-telemetría para el seguimiento de animales; o hace menos de 20 años se inició el foto-trampeo para obtener información de especies difíciles de observar directamente en campo. En ambos casos, la mejora tecnológica y los precios cada vez más bajos y accesibles, han motivado a que un mayor número de personas e instituciones empleen estas tecnologías para la obtención de información biológica de las especies de interés. Los drones podrían seguir la misma historia como lo demuestran diferentes laboratorios donde se desarrollan diversos modelos, con mejor tecnología y reducción de costos.

Por supuesto, similar a todos los métodos, el empleo de drones no es la panacea ni se pretende que sea útil para todas las especies y tipos de hábitats. Su empleo dependerá de las condiciones para maximizar la información que se pueda obtener en los vuelos, a costos que puedan ser accesibles en los diferentes proyectos. Es decir, por el momento el empleo de los drones no es realista como método cotidiano, por ejemplo, para el monitoreo en UMAs extensivas y ANPs de gran tamaño. No obstante, no se debe descartar en el mediano plazo se empiece a utilizar con mayor frecuencia en estos lugares. Por supuesto, la regularización y delimitación de los vuelos con drones es materia importante para no interferir con otras actividades ni causar posibles accidentes. Esto es particularmente cierto con los drones comerciales si se emplean en zonas urbanas o cerca de instalaciones restringidas. Sin embargo, la aplicación de drones en áreas abiertas y extensas donde habitan las especies de fauna de interés, es menos riesgoso.

¿Cuál es el futuro de los drones?

De acuerdo a la experiencia de varios especialistas en el empleo de esta tecnología, en los siguientes años veremos, o esperamos los siguientes avances: 1) aumento en la duración del vuelo debido a la mejora en los sistemas de poder basados en baterías y celdas solares; 2) considerando el acelerado proceso de miniaturización en los componentes electrónicos, cada vez se podrán ir implementando mejores sensores en los drones, como por ejemplo video-cámaras de alta resolución y capacidad de almacenaje, así como otro tipo de cámaras como las termales para detectar animales no fáciles de observar directamente; 3) los drones serán cada vez más sencillos de manejar; 4) el análisis de la información obtenida con los drones, se analizará cada vez con mayor frecuencia, empleando equipo automatizado lo cual facilitará y reducirá el tiempo; 5) los drones permitirán mejores realizar mejores mapas detallando información en tiempo real; 6) los drones se irán acoplando a otras tecnologías, como por ejemplo la radio-telemetría, para mejorar la captura de información.

¿Qué estamos haciendo en el INECOL con los drones?

En el INECOL, como parte de este nuevo enfoque que impulsa ideas creativas en diversas áreas del quehacer científico a través de su exitoso programa llamado “Proyectos Estratégicos” desde el 2015 estamos iniciando un proyecto para probar y evaluar el potencial de esta nueva tecnología. Como resultado del interés en el aeromodelismo como hobbies durante muchos años, y el interés en la investigación científica en materia de conservación y manejo de fauna silvestre, estamos probando la aplicación de drones para la observación aérea de animales en sus hábitats naturales. Particularmente, esta primera etapa del proyecto está enfocada a tres objetivos principales: 1) la adquisición de equipo, el desarrollo de sistemas y el fortalecimiento en las habilidades prácticas; 2) la obtención de experiencia en las diferentes facetas que implica esta tecnología tales como la búsqueda de literatura científica y tecnológica del tema, el aprendizaje en la programación de los diferentes sistemas manuales y automatizados; y 3) la posible aplicación de esta tecnología en dos regiones: en Actopan en el estado de Veracruz y en la Reserva de Biosfera Tehuacán-Cuicatlán en Puebla y Oaxaca, para probar el desempeño de esta tecnología para monitorear especies como el venado cola blanca y su hábitat en UMAs extensivas.

Instituto de Ecología, 43 años de hacer ciencia

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Salvador Mandujano y Alberto Rísquez Valdepeña