Un dispositivo solar de bajo coste permite seguir la contaminación que respiran los animales salvajes y podría mejorar su protección frente a los incendios.
- 🦌 Contaminación medida sobre el animal: el sensor acompaña a los ciervos durante sus desplazamientos y registra las partículas presentes en el aire.
- 🌫️ Diferencias de hasta 10 veces: las primeras pruebas revelan importantes variaciones respecto a las estaciones fijas de medición.
- ☀️ Funciona con energía solar: almacena las mediciones cada 30 minutos sin necesidad de conexión a internet.
- 💰 Unos 100 dólares en materiales: su diseño y programación están disponibles gratuitamente para otros investigadores.
- 🌲 Aplicaciones en conservación: permitirá estudiar la exposición al humo de los incendios y localizar posibles refugios para la fauna.
Un equipo de investigadores de la Universidad Estatal de Colorado ha desarrollado un pequeño dispositivo que permite medir la contaminación atmosférica a la que están expuestos los animales salvajes mientras se desplazan por su hábitat. Los primeros ensayos con ciervos han revelado algo sorprendente: la calidad del aire que respira un animal puede ser hasta 10 veces diferente de la registrada por las estaciones de vigilancia más cercanas.
El invento, alimentado mediante energía solar y diseñado con tecnología de código abierto, pretende resolver una importante laguna científica: conocer cómo afecta realmente el humo de los incendios forestales a la fauna que vive en libertad.
El humo de los incendios forestales, una amenaza difícil de medir
Cuando un incendio forestal cubre una región de humo, las personas pueden reducir su exposición permaneciendo en espacios interiores o desplazándose hacia zonas con mejor calidad del aire. Los animales salvajes, sin embargo, deben continuar buscando alimento, agua y refugio en un entorno que puede haberse vuelto perjudicial para su salud.
Aunque se conocen los efectos de las partículas finas sobre el sistema respiratorio y cardiovascular, todavía existe un conocimiento limitado sobre la exposición real de los animales que viven en libertad.
Uno de los principales problemas es la ausencia de estaciones de vigilancia de la calidad del aire en muchas zonas naturales. Los equipos convencionales suelen concentrarse cerca de núcleos urbanos, mientras que grandes extensiones de bosques y montañas permanecen prácticamente sin monitorización.
Además, el humo no se distribuye uniformemente. Su concentración puede variar por la dirección del viento, la topografía, la vegetación y las condiciones atmosféricas locales.
Para abordar esta dificultad, investigadores de la Universidad Estatal de Colorado, en colaboración con el Servicio Forestal de Estados Unidos, han desarrollado un dispositivo denominado smoke logger, capaz de acompañar a los animales y registrar la contaminación directamente en los lugares por los que se desplazan.
Cómo funciona el collar que mide el aire que respiran los animales
El dispositivo consiste en un pequeño registrador de calidad del aire que puede incorporarse a los collares utilizados habitualmente en los estudios de seguimiento de fauna.
Su funcionamiento combina varias tecnologías relativamente sencillas.
Un sensor óptico basado en tecnología láser mide la concentración de partículas finas PM2,5, es decir, aquellas cuyo diámetro aerodinámico es igual o inferior a 2,5 micrómetros.
Estas partículas son especialmente relevantes porque pueden penetrar profundamente en el aparato respiratorio. En el caso de los incendios forestales, forman parte de la mezcla de contaminantes generada durante la combustión de vegetación y otros materiales.
El sistema incorpora alimentación solar y registra automáticamente las mediciones cada 30 minutos.
A diferencia de otros dispositivos de seguimiento, no transmite continuamente la información mediante redes móviles o satélites. Los datos se almacenan en una memoria interna y se descargan cuando los investigadores recuperan el collar.
Esta decisión responde a tres necesidades:
- Reducir el consumo energético y prolongar la autonomía del dispositivo.
- Evitar los costes asociados a las comunicaciones inalámbricas.
- Permitir su utilización en regiones remotas donde no existe cobertura.
El registrador puede combinarse con collares que ya incorporan GPS y sensores fisiológicos. De este modo, los investigadores pueden relacionar la contaminación atmosférica con la posición del animal, sus desplazamientos y, cuando se dispone de esos datos, determinados indicadores de su estado físico.
La principal innovación no consiste únicamente en medir partículas, sino en conocer la exposición ambiental desde la perspectiva del propio animal.
Los primeros resultados sorprenden: diferencias de hasta 10 veces
Los investigadores realizaron las primeras pruebas con ciervos mulares (Odocoileus hemionus) en Colorado y Utah, Estados Unidos.
Al comparar los registros obtenidos por los sensores instalados en los animales con los de las estaciones de calidad del aire más cercanas, encontraron diferencias que alcanzaban un orden de magnitud.
En determinados momentos, las concentraciones registradas podían ser hasta 10 veces mayores o menores que las medidas por los equipos fijos.
El resultado demuestra que las estaciones convencionales no siempre reflejan con precisión las condiciones ambientales que experimenta un animal en un lugar concreto.
Durante el periodo estudiado, los ciervos no estuvieron expuestos a niveles insalubres de humo procedente de incendios forestales. Por tanto, los resultados todavía no permiten determinar cómo reaccionan estos animales ante episodios de contaminación extrema.
Sin embargo, los sensores demostraron suficiente sensibilidad para detectar pequeños incrementos de contaminación asociados al tráfico en entornos urbanos frecuentados por ciervos.
Este comportamiento confirma que el dispositivo puede registrar variaciones ambientales muy localizadas que pasarían inadvertidas utilizando únicamente estaciones alejadas.
Una tecnología de código abierto que cuesta unos 100 dólares
Uno de los aspectos más interesantes del proyecto es su planteamiento económico.
En lugar de desarrollar un sistema completamente nuevo y propietario, el equipo adaptó sensores comerciales de bajo coste, similares a los utilizados en redes ciudadanas de vigilancia atmosférica como PurpleAir.
El coste aproximado de los materiales necesarios para fabricar cada registrador es de 100 dólares, aunque esta cifra no incluye necesariamente el collar, otros equipos de seguimiento, la mano de obra o los costes de captura y recuperación de los animales.
Los investigadores han publicado tanto el diseño como la programación del dispositivo, permitiendo que otros equipos científicos puedan reproducirlo y adaptarlo a sus necesidades.
Este enfoque facilita su integración en proyectos de conservación que ya utilizan collares GPS, evitando tener que capturar animales exclusivamente para instalar nuevos instrumentos.
No obstante, existen algunas limitaciones prácticas. El dispositivo está concebido principalmente para animales medianos y grandes, debe recuperarse para acceder a sus registros y su autonomía depende del sistema energético y de las condiciones de utilización.
Además, como ocurre con otros sensores ópticos de partículas, las mediciones pueden verse afectadas por factores ambientales, por lo que su calibración y validación resultan importantes para obtener datos científicos fiables.
De los ciervos a los pumas y otras especies amenazadas
El equipo ya está colaborando con investigadores del oeste de Estados Unidos para incorporar estos registradores a estudios de seguimiento de distintas especies.
Entre los animales considerados se encuentran pumas, ciervos y uapitíes, una especie de cérvido norteamericano de gran tamaño.
También se han instalado sensores estacionarios en el hábitat del pescador de Sierra Nevada (Pekania pennanti), un pequeño mamífero carnívoro emparentado con las comadrejas cuya población se encuentra amenazada.
Estas investigaciones permitirán comparar la contaminación atmosférica en diferentes ecosistemas y estudiar si determinadas especies modifican sus movimientos cuando empeora la calidad del aire.
Una de las preguntas más interesantes es si los animales son capaces de identificar y utilizar refugios naturales donde la concentración de humo sea menor.
Si se confirma este comportamiento, la información podría ayudar a identificar zonas prioritarias para su protección.
Los resultados de estas nuevas investigaciones todavía están pendientes de publicación.
Una herramienta para gestionar mejor los incendios forestales
La utilidad del sistema podría extenderse más allá de la investigación sobre fauna salvaje.
Los responsables de la gestión forestal utilizan las quemas prescritas o controladas para reducir la acumulación de combustible vegetal y disminuir el riesgo de incendios de gran intensidad.
Sin embargo, estas actuaciones también generan humo, cuya dispersión puede afectar a los animales que habitan en las proximidades.
Conocer cuándo y dónde se concentran las partículas permitiría planificar estas intervenciones teniendo en cuenta los periodos más sensibles para determinadas especies, como la reproducción o la cría.
También podría contribuir a identificar corredores de desplazamiento y áreas donde la exposición a la contaminación sea especialmente elevada.
El objetivo no sería eliminar las quemas prescritas, que pueden desempeñar un papel importante en la gestión de los ecosistemas, sino mejorar su planificación para reducir los efectos no deseados sobre la biodiversidad.
Qué queda por demostrar
El estudio publicado constituye principalmente una validación de una nueva herramienta de monitorización ambiental.
Todavía no demuestra que el humo de los incendios esté provocando determinados daños fisiológicos o cambios de comportamiento en las especies estudiadas.
Para establecer estas relaciones será necesario recopilar datos durante episodios de contaminación suficientemente intensos, combinarlos con información fisiológica y de movimiento y analizar otros factores que puedan influir en las respuestas de los animales.
También será importante evaluar el funcionamiento de los dispositivos durante periodos prolongados y en distintas condiciones meteorológicas.
La disponibilidad del diseño en código abierto puede acelerar este proceso al permitir que diferentes grupos científicos utilicen una tecnología comparable.
Así es por dentro el dispositivo que mide la contaminación de los ciervos
Detrás de este proyecto hay un pequeño equipo electrónico diseñado para trabajar durante largos periodos en plena naturaleza. Su funcionamiento combina un sensor de partículas, una placa programable, almacenamiento de datos y un sistema de alimentación autónomo.
El investigador Adam Parlin, de la Universidad Estatal de Colorado, participó en el desarrollo del dispositivo, denominado SmokeLogger, que puede incorporarse a los collares utilizados habitualmente para estudiar animales salvajes.
Una de las características más interesantes del proyecto es que sus responsables han publicado los archivos necesarios para fabricar y programar el equipo, permitiendo que otros investigadores puedan reproducirlo.
Qué componentes utiliza
El diseño publicado por los investigadores permite identificar varios elementos fundamentales:
- Sensor Sensirion SPS30: mide las partículas suspendidas en el aire mediante tecnología óptica. Es el componente encargado de registrar la contaminación.
- Placa electrónica programable: controla las mediciones y gestiona el funcionamiento del sistema mediante software compatible con Arduino.
- Batería de 3,7 V: proporciona energía al registrador, que utiliza modos de bajo consumo entre mediciones.
- Tarjeta microSD: almacena los resultados para que puedan recuperarse posteriormente.
- Alimentación solar: permite complementar el suministro energético durante su utilización en exteriores.
El equipo registra las concentraciones de partículas PM2,5, especialmente relevantes en los estudios sobre contaminación atmosférica y humo de incendios.
Estas partículas tienen un diámetro aerodinámico de 2,5 micrómetros o menos, aproximadamente 30 veces inferior al grosor de un cabello humano de 75 micrómetros.
Por su reducido tamaño, pueden penetrar profundamente en las vías respiratorias, aunque el riesgo sanitario depende también de la concentración, la duración de la exposición y la composición de las partículas.
Por qué guarda los datos en lugar de enviarlos por internet
El SmokeLogger está diseñado para trabajar en lugares donde no existe cobertura móvil.
En lugar de transmitir continuamente las mediciones, almacena los registros en una tarjeta de memoria. En la configuración utilizada en el estudio, las mediciones se guardan cada 30 minutos.
Este planteamiento reduce el consumo eléctrico y evita depender de una conexión inalámbrica.
Cuando se recupera el collar, los investigadores pueden descargar los datos y relacionarlos con los registros de localización del animal.
De esta manera es posible reconstruir los niveles de contaminación experimentados durante sus desplazamientos.
Qué significa realmente que la contaminación sea hasta 10 veces diferente
Este es uno de los resultados más importantes del estudio.
Al comparar los datos recogidos por los sensores instalados en ciervos mulares con los de las estaciones de vigilancia más cercanas, los investigadores encontraron diferencias que podían alcanzar un factor de diez.
Esto significa que la contaminación registrada en el lugar donde se encontraba un animal podía ser considerablemente mayor o menor que la indicada por una estación fija.
Por ejemplo, si una estación registrase 10 µg/m³ de partículas PM2,5 y un sensor móvil midiese 100 µg/m³, existiría una diferencia de diez veces. Se trata únicamente de un ejemplo matemático, no de valores concretos publicados para los ciervos del estudio.
La explicación está relacionada con la distribución irregular de la contaminación atmosférica.
El relieve, el viento, la vegetación y la proximidad a las fuentes de emisión pueden provocar diferencias importantes incluso entre lugares relativamente cercanos.
Los resultados indican que una estación de vigilancia no siempre representa adecuadamente la exposición individual de los animales que viven en su entorno.
¿Los investigadores han demostrado que el humo está enfermando a los ciervos?
Todavía no.
Durante las primeras pruebas realizadas en Colorado y Utah, los animales monitorizados no estuvieron expuestos a concentraciones insalubres de humo procedente de incendios forestales.
Sin embargo, los dispositivos consiguieron detectar pequeños incrementos de contaminación relacionados con el tráfico en zonas urbanas.
Por tanto, el estudio demuestra la utilidad del sistema para medir la exposición ambiental, pero todavía no establece consecuencias concretas sobre la salud de los animales.
Ese será uno de los objetivos de las siguientes investigaciones.
¿Se puede fabricar este sensor por unos 100 dólares?
Los investigadores estiman que los materiales necesarios para construir cada registrador cuestan aproximadamente 100 dólares.
La cifra resulta especialmente interesante porque el sistema se basa en componentes electrónicos relativamente accesibles y en herramientas de programación abiertas.
No obstante, ese importe corresponde al registrador y no necesariamente al conjunto completo de seguimiento animal.
Un proyecto de investigación también debe asumir costes de collares, captura y manejo de fauna, personal especializado, mantenimiento y recuperación de equipos.
Los responsables han publicado el diseño y el software del SmokeLogger en GitHub, incluyendo archivos de hardware e instrucciones para su programación.
El proyecto está disponible en: https://github.com/CompEcoPhys/SmokeLogger
Más información: Smoke Signals: Measuring Wildlife Smoke Exposure with Animal-Borne and Stationary Sensors. Revista Methods in Ecology and Evolution (2026). https://doi.org/10.1111/2041-210X.70420
Preguntas frecuentes sobre el collar solar
¿El collar mide directamente el humo de los incendios?
El dispositivo mide partículas presentes en el aire, especialmente PM2,5. Estas pueden proceder de incendios forestales, tráfico y otras fuentes. Para atribuir una medición concreta a un incendio es necesario analizar el contexto ambiental y las posibles fuentes de contaminación.
¿Necesita cobertura móvil para funcionar?
No. Las mediciones se almacenan en una memoria interna y se descargan cuando se recupera el dispositivo.
¿Cada cuánto tiempo registra la contaminación?
En el estudio, el sistema almacenaba datos cada 30 minutos. El software publicado permite configurar los intervalos de muestreo.
¿Puede utilizarse con otros animales?
El dispositivo está concebido para incorporarse a collares de animales medianos y grandes. Los investigadores trabajan con equipos que estudian ciervos, pumas y uapitíes.
¿Puede ayudar a proteger la fauna frente a los incendios?
Potencialmente, sí. Al combinar datos de contaminación y movimiento, los científicos esperan identificar zonas de menor exposición y estudiar cómo reaccionan los animales ante el humo. Estas aplicaciones todavía requieren nuevas investigaciones.
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