Resumen
El medio ambiente marino es de vital importancia para la humanidad. Entre otras funciones, el océano genera la mitad del oxígeno que
respiramos, regula el clima y los patrones meteorológicos y proporciona una ruta de transporte para el 90% del comercio mundial. Las
actividades humanas han degradado el ecosistema marino, poniendo en peligro los inestimables servicios que presta. El cambio
climático, la contaminación marina, la sobrepesca y la extracción de petróleo y gas son algunos de los factores de estrés a los que se
enfrentan nuestros mares y océanos. Uno de los principales contaminantes, contemplado en el Descriptor 11 de la MSFD de la UE, es el
ruido antropogénico impulsivo y continuo. Es fundamental destacar que las fuentes de ruido antropogénicas han aumentado
exponencialmente en las últimas décadas debido a las actividades humanas. La exposición tanto aguda como crónica a estos ruidos tiene
un efecto que puede resultar grave e incluso irreversible en los organismos acuáticos.
Para estudiar cómo afecta el ruido a las diferentes especies es habitual emplear un método no invasivo denominado monitorización
acústica pasiva (PAM). Los sensores empleados en las aplicaciones de PAM suelen ser hidrófonos piezoeléctricos (PZT) cuidadosamente
diseñados para adaptarse a la impedancia del agua. Una alternativa en el diseño de los sistemas de PAM es utilizar hidrófonos de fibra
óptica (FOH) en lugar de hidrófonos PZT. Entre otras ventajas, los FOH en su aplicación para PAM
1.- pueden ser diseñados para proporcionar un rango de detección que va desde frecuencias muy bajas hasta muy altas.
2.- permiten crear conjuntos de cables ligeros que permiten un rápido despliegue desde pequeñas embarcaciones.
3.- permiten crear hidrófonos vectoriales de fibra óptica (FOVH) compactos. Estos miden tanto la presión, como la dirección de las
partículas asociadas a una onda sonora.
4.- soportan presiones muy elevadas, lo que permite desplegarlos en aplicaciones de aguas profundas.
A la vista de estas ventajas, los FOHs son capaces de realizar una evaluación del buen estado medioambiental del entorno marino más
fácil y precisa que la obtenida con hidrófonos PZT convencionales. Sin embargo, antes de poder emplear los FOH en aplicaciones de
PAM hay que resolver algunas cuestiones e investigar en dos direcciones principales: el desarrollo de sensores específicos de FO para
PAM y los algoritmos de aprendizaje automático (incluido el aprendizaje profundo) que saquen el mayor partido de este tipo de sensores.
El proyecto NextPAM afronta estas demandas con el objetivo de avanzar en el desarrollo de FOH y técnicas de procesado para
aplicaciones PAM.
El principal objetivo general de este proyecto es desarrollar un sistema de sensores FOH y sus algoritmos específicos de procesamiento
de señales para aplicaciones PAM. Para lograr el objetivo principal, se definen varios objetivos específicos (i) estudiar y desarrollar
sensores de fibra que proporcionen suficiente sensibilidad y ancho de banda para ser empleados en PAM, (ii) estudiar y desarrollar
algoritmos de procesado de señal y sistemas de adquisición capaces de tratar y explotar las características singulares de estos sensores:
baja SNR y redundancia multicanal, (iii) construir prototipos de los sensores, calibrarlos y medirlos en un entorno controlado, (iv) probar
algunos de los prototipos en dos aplicaciones PAM reales: Medición de SPL de 1/3 de octava y detección de vocalizaciones de cetáceos.
