Un bosque digital en Collserola y ordenadores miniatura para estudiar aves: así está revolucionando la tecnología el estudio de la naturaleza

Durante siglos, el intento de la humanidad por comprender la naturaleza ha requerido grandes inversiones de esfuerzos y recursos y, aun así, en muchos casos ha dado lugar a estudios donde solo se ha logrado captar una fracción muy pequeña de la complejidad inherente al medio natural y a sus habitantes. En los últimos años, sin embargo, la incorporación de nuevas tecnologías ha impulsado una auténtica revolución en la investigación ambiental. El despliegue de sensores automatizados, sistemas de monitorización continua y herramientas de modelización está dando lugar a estudios con un nivel de detalle sin precedentes para entender la naturaleza y, en algunos casos, hasta anticipar escenarios de riesgo vinculados al cambio climático.

El Institut de Ciències del Mar, el Computing Center y el CREAF realizan proyectos "impensables sin las nuevas tecnologías"

En el Institut de Ciències del Mar (ICM-CSIC), hay grupos de investigación que utilizan imágenes satelitales, modelos impulsados con inteligencia artificial y datos recopilados por proyectos ciudadanos para estudiar el impacto del cambio climático en los ecosistemas marinos catalanes. En el Barcelona Computing Center (BSC-CNS), hay científicos que trabajan con enormes bases de datos y modelos climáticos para entender cómo el calentamiento global puede impulsar la expansión de ciertas enfermedades. En lugares como el Centro de Investigación Ecológica y Aplicaciones Forestales (CREAF), este nuevo enfoque ha dado lugar a proyectos innovadores para estudiar desde el comportamiento de aves silvestres hasta la respuesta de los bosques mediterráneos a la sequía. "Se trata de proyectos que serían impensables sin el despliegue de nuevas tecnologías", comentan los investigadores detrás de estas iniciativas.

Tecnología para observar la misteriosa vida de las aves

¿Cómo se comportan las aves cuando nadie está mirando? ¿Cómo varían su alimentación, su ciclo reproductivo o sus pautas de cuidado parental a lo largo del día y con el cambio de las estaciones? ¿Y qué información se pierde cuando la observación de estos animales se limita a unos pocos momentos concretos, tal y como ocurría hasta ahora?

El investigador Marçal Pou-Rossell, del CREAF, ha desarrollado un proyecto para intentar dar respuesta a estas preguntas. Su iniciativa, explica, consiste en un sistema autónomo basado en microordenadores Raspberry Pi instalados en cajas-nido de grajillas. En total, junto a su equipo ha desplegado catorce dispositivos que funcionan de forma sincronizada, cada uno equipado con una cámara, un sensor de temperatura y un LED infrarrojo que permite grabar todo lo que ocurre en los nidos sin alterar el comportamiento de los animales ni interferir en su naturaleza.

La importancia de este sistema radica en su capacidad para captar la enorme variabilidad del comportamiento animal a lo largo del tiempo. Tal como explica Pou-Rossell, los animales se comportan de manera diferente por la mañana que por el mediodía o por la tarde y factores como la lluvia, la fase del ciclo reproductivo o la edad de los pollos influyen de forma decisiva en sus rutinas. "Disponer de datos continuos durante toda la época de cría permite estimar con mucha mayor precisión la inversión parental, ya que pasamos de disponer de un puñado recopilados por un observador externo a un registro completo de todo el proceso reproductivo, desde la construcción del nido hasta la alimentación de las crías", comenta el científico en una entrevista con EL PERIÓDICO.

"Pasamos de disponer de un puñado recopilados por un observador externo a un registro completo de todo el proceso reproductivo, desde la construcción del nido hasta la alimentación de las crías"

El punto fuerte de estas tecnologías, explica, es su capacidad para funcionar de forma autónoma y eficiente en entornos remotos. En este proyecto, por ejemplo, cada caja-nido cuenta con su propio microordenador, alimentado por placas solares y baterías, y conectado a internet mediante una tarjeta SIM. El sistema se enciende automáticamente al amanecer, graba durante todo el día y se apaga al anochecer para optimizar el consumo energético. "Esto te da mucha más flexibilidad en la programación del sistema, en la recolección de datos", destaca el investigador, quien afirma que este tipo de estudios están cambiando mucho del conocimiento que hasta ahora teníamos sobre el comportamiento de estos animales tan fascinantes y cercanos a nosotros.

Un bosque digital para hacer frente a sequías

Los bosques son uno de los ecosistemas naturales más valiosos y, al mismo tiempo, más amenazados de Catalunya, en gran parte por los efectos del cambio climático, el aumento de la frecuencia e intensidad de los incendios y unas sequías cada vez más severas. ¿Pero qué ocurriría si dispusiéramos de una herramienta capaz de ayudarnos a comprender mejor cómo funcionan estos ecosistemas y, sobre todo, de poner a prueba estrategias para aumentar su resistencia ante las inclemencias del caos climático? El científico Maurizio Mencuccini, investigador ICREA en el CREAF, está llevando a cabo un ambicioso proyecto para crear un bosque digital que permita simular el funcionamiento interno de los árboles y anticipar su respuesta frente a escenarios climáticos extremos como, por ejemplo, largos periodos de escasez de agua.

"Es como pasar de estudiar un solo árbol a tener una visión completa de un bosque. Eso será clave para entender cómo podrían reaccionar estos ecosistemas ante escenarios de sequías extremas y nos ayudará a diseñar intervenciones más eficaces"

Este nuevo Bosque Digital, explica Mencuccini, reside en su capacidad para integrar décadas de conocimiento científico en una herramienta única y comprensible. "Ya tenemos mucha información fisiológica ya sobre la respuesta de los bosques mediterráneos a la sequía. Ahora falta combinar esta información con modelos matemáticos avanzados para entender el funcionamiento real de este ecosistema y su relación con el clima", afirma el investigador. "Es como pasar de estudiar un solo árbol a tener una visión completa de un bosque. Eso será clave para entender cómo podrían reaccionar estos ecosistemas ante escenarios de sequías extremas y nos ayudará a diseñar intervenciones más eficaces", añade el especialista en una conversación con este diario.

Para lograrlo, el proyecto se apoya en un despliegue tecnológico de vanguardia que combina sensores de monitorización continua con técnicas avanzadas de reconstrucción tridimensional. En una parcela del Parque Natural de Collserola, el equipo ha desplegado un sistema basado en una tecnología conocida como Terrestrial Laser Scanning (TLS), que gracias a la emisión de millones de pulsos de láser puede reconstruir con gran precisión la arquitectura del bosque. Esta información estructural se complementa con datos fisiológicos recogidos cada media hora a partir del estudio de árboles individuales, que permite a su vez conocer datos como el estado hídrico de cada elemento hasta su arquitectura y, eventualmente, su resistencia ante ciertos eventos.

El proyecto aspira a proporcionar herramientas para "mejorar las decisiones en el ámbito de gestión forestal" y "acercar a estudiantes y montañeros a este tipo de ecosistemas"

El objetivo final de este proyecto es crear una representación dinámica del bosque, "como si fuera un videojuego", en palabras del propio Mencuccini, donde se puedan visualizar de una forma muy gráfica las reservas de agua y carbono y su evolución en el tiempo. Según explica este investigador, esta herramienta permitirá estudiar procesos hasta ahora difíciles de abordar, como la mortalidad de los árboles tras eventos extremos como sequías de larga duración o su capacidad de recuperación. El Bosque Digital de Collserola también aspira a convertirse en una herramienta de divulgación y transferencia, que permita desde "mejorar las decisiones en el ámbito de gestión forestal" hasta "acercar a estudiantes y montañeros a este tipo de ecosistemas", reforzando así el vínculo entre ciencia, territorio y sociedad.