Comparativa de detectores de ultrasonidos para estudios de murciélagos

Los quirópteros (murciélagos) son uno de los grupos animales más interesantes y también en mayor peligro (un tercio de las especies están amenazadas de extinción). Su estudio se ve dificultado por el hecho de ser animales voladores que desarrollan su actividad durante la noche. Para poder solucionar este inconveniente, se han desarrollado unos aparatos electrónicos llamados "detectores de ultrasonidos" (conocidos como "detectores de murciélagos", bat detectors, en inglés), que aprovechan que los murciélagos usan gritos ultrasónicos emitidos con mucha frecuencia como sistema de ecolocación, y esos gritos pueden ser estudiados para investigar la vida de estos animales.

Los detectores de ultrasonidos se componen de tres partes fundamentales: un micrófono sensible al rango de ultrasonidos usados por las distintas especies de murciélagos, un circuito electrónico que convierte la señal del micrófono en algo que puede ser analizado por las personas (conversión de los ultrasonidos en sonido audible para las personas o en un archivo electrónico), y un dispositivo de salida (un altavoz, un conector para grabadora de sonido, y/o una tarjeta donde grabar el archivo electrónico).

Son varios los sistemas usados en los distintos modelos de detectores de ultrasonidos para el tratamiento o conversión de los ultrasonidos. El sistema "heterodino" permite identificar directamente en el campo varias de las especies más comunes, pero su uso queda limitado a esta utilización lúdica pues no permite realizar grabaciones que puedan ser analizadas (impidiendo realizar estudios de investigación). El sistema más económico que sí permite esto es la "división de frecuencias con retención de amplitud", aunque el procesado realizado produce cierta degradación de la resolución de las grabaciones (no permite identificar especies cuyas frecuencias de emisión son muy semejantes –diferencia menor de 4 kHz aprox.– o que usan gritos de corta duración –menor de 3-4 ms–). El mejor sistema para realizar estudios de investigación es la grabación directa de ultrasonidos (que ha relegado completamente al que era el sistema más usado profesionalmente en el pasado siglo XX, la "expansión de tiempo", cuyo problema es que solo permite hacer grabaciones muy cortas).

Los detectores de ultrasonidos más baratos con el sistema "heterodino" son el Bat Tune (rango de frecuencias: 15-135 kHz) y el Magenta Bat4 (15-130 kHz), ambos por 70 € (euros). Con pantalla los más económicos son el Ciel BATz 2 (18-130 kHz, 80 €) dentro del catálogo de Ciel y el Magenta Bat5 (10-130 kHz, 105 €).

El detector más barato dotado de "división de frecuencias con retención de amplitud" es el Dodotronic Batango (20-140 kHz), de reducidas dimensiones (carece de altavoz propio) y disponible por 47 € (lamentablemente está descatalogado actualmente, aunque posteriormente ha aparecido un detector parecido: el Batseeker 3, 20-100 kHz, 36 €), con altavoz incorporado está disponible el Batbox Baton (17-120 kHz, 87 €). Acompañados de una grabadora de casetes (actualmente en vías de extinción, mala noticia pues las grabadoras digitales baratas no sirven), estos detectores permiten tener un equipo básico para estudios de murciélagos a un precio muy ajustado. Con pantalla y adicionalmente "heterodino" le siguen en precio el Ciel Micro Duo (18-80/130 kHz, 130 €), el Ciel Micro Trio (18-80/130 kHz, 200 €), el Ciel Nyx (18-130 kHz, 260 €), el Batbox Duet (17-125 kHz, 285 €), el Batbox Baton XD (18-120 kHz, 320 €, que respecto al Batbox Baton incorpora adicionalmente el sistema de "expansión de tiempo" –los dos sistemas funcionan de forma independiente usando diferentes canales de la salida estéreo–), el Pettersson D230 (10-120 kHz, 540 €) y sin heterodino el Ultra Sound Advice U30 (15-200 kHz, 740 € en 2010, 880 € en 2012, y descatalogado en 2013). A todos los detectores citados en este párrafo hay que sumarle el coste del dispositivo de grabación (una buena opción entre las grabadoras digitales profesionales es la Zoom H1 (95 €) que permite grabar en formato sin pérdida y con tasa de bits constante PCM (WAV) con una frecuencia de muestreo de 44.1 kHz) o del ordenador / computadora (en sentido amplio: un portátil, un ultra-portátil (UMPC)[1], una tableta táctil, un mini-ordenador / mini-computadora –p. ej.: 1, 2, 3, 4– o un teléfono móvil/celular).

Los detectores profesionales incorporan grabación directa de ultrasonidos y grabadora digital interna: el PeerSonic (10-180 kHZ, 270 €, sin altavoz propio), Dodotronic Ultramic384K (0-250 kHz en modo grabación directa de ultrasonidos, 470 €, no es un detector "típico" sino un micrófono USB con grabadora digital interna: no tiene pantalla, altavoz propio o salida para auriculares), Wildlife Acoustics Echo Meter EM3+ (1-192 kHz, 1017 €, lamentablemente está descatalogado actualmente, sustituyó en 2013 a la versión anterior "EM3" de 2012), el Batbox Griffin (16-190 kHz, 1565 €, 1300 € en 2016), el Elekon Batlogger M (10-150 kHz, 1875 €, sustituyó al anterior modelo "Batlogger" que no tenía heterodino) y el Pettersson D1000x (5-235 kHz, 5245 €). Todos (excepto el Dodotronic Ultramic384K) tienen pantalla e incorporan adicionalmente "heterodino". Puede descargar al final de este documento una comparativa más extensa entre varios de estos modelos.

Una alternativa a los detectores de ultrasonidos "todo en uno" son los micrófonos profesionales de ultrasonidos USB diseñados para estudios de murciélagos, que permiten realizar grabación directa de ultrasonidos a un precio bastante ajustado. Funcionan conectados a un ordenador / computadora (en sentido amplio: un portátil, un ultra-portátil (UMPC)[1], una tableta táctil, un mini-ordenador / mini-computadora –p. ej.: 1, 2, 3, 4– o un teléfono móvil/celular), lo que permite añadir muchas funcionalidades extras como GPS (mediante GPS interno o antena GPS USB), visualización de los espectrogramas y análisis en tiempo real (mediante GNU R o Python). La mejor elección es la gama "Ultramic" de Dodotronic como el Dodotronic Ultramic250K (0-125 kHz, 350 €) y el Dodotronic Ultramic384K (0-192 kHz en modo micrófono USB, 470 €, incluye grabadora digital interna por lo que puede usarse de forma autónoma), seguido del Pettersson M500-384 (10-160 kHz, 470 €), todos los citados (a diferencia de otros micrófonos de ultrasonidos) son dispositivos USB audio estándar y por tanto no requieren controladores específicos para funcionar ni están limitados a un software privativo o un sistema operativo concreto.

En los últimos años ha aparecido una nueva gama de detectores de ultrasonidos diseñados como estaciones de grabación automática que son dejadas en el campo durante periodos más o menos prolongados de tiempo, sistema que frente al uso de detectores de mano aporta ventajas (mayor tiempo de muestreo –noches completas, semanas completas–) e inconvenientes (su localización puntual implica (1) que se muestrea un área muy pequeña y por tanto poco representativa de la zona de estudio, y (2) se acumulan grandes cantidades de grabaciones que corresponden redundantemente a uno o pocos individuos; otros problemas son el riesgo de robo y el riesgo de falla no detectada hasta el momento final de recoger los datos) por lo que suelen usarse de modo complementario. Varios de los modelos antes citados (aquellos de bajo consumo de batería y cierta resistencia a la intemperie) pueden ser usados con esta finalidad (p. ej. el Dodotronic Ultramic384K consume 29 mA / 5 V a pleno rendimiento, por lo que una simple batería USB 5 V de 20000 mA cuyo precio ronda los 25 € proporciona a media carga 345 h de funcionamiento a pleno rendimiento –ojo, no sirven aquellas baterías dotadas de un sistema electrónico que corta la alimentación cuando el consumo es bajo–), por otra parte existen modelos expresamente diseñados con este enfoque destacando la serie "Song Meter SM" de Wildlife Acoustics, que incluye el más antiguo (se ha dejado de fabricar pero aún hay unidades a la venta en 2016) Wildlife Acoustics Song Meter SM2BAT+ (0-192 kHz, 760 € en 2012, 1112 € en 2013, 1380 € en 2016, precios con el micrófono SMX-US, el SMX-UT cuesta unos 150 € más) y los más recientes Wildlife Acoustics Song Meter SM3BAT (0-192 kHz, 1490 € con el micrófono SMM-A2 y 1556 € con el SMM-U1) y Wildlife Acoustics Song Meter SM4BAT FS (0-250 kHz, 980 € con el micrófono SMM-U1, con menos opciones de configuración pero más barato).

Como software de análisis de las grabaciones libre existe WaveSurfer (otras opciones son GNU R, SOX y Audacity). Puede leer estas instrucciones para comenzar a usar WaveSurfer (en inglés) y para Audacity esta en inglés o esta en portugués.


Nota: El precio puede variar entre -15% y +40% respecto al indicado, en función de la tienda. El precio puede encarecerse notablemente si se compran a otro país y hay que incluir costes de aduanas (sin coste actualmente entre de los países de la Unión Europea).


Nota al pie [1]: Los ordenadores o computadoras ultra-portátiles (en inglés "ultra-mobile personal computer", UMPC) son ordenadores portátiles de pequeño tamaño, con apariencia similar a las agendas electrónicas o los teléfonos móviles con teclado físico aunque se tratan de verdaderos ordenadores / computadoras con todas las ventajas que esto aporta. Lamentablemente están en declive frente a las tabletas táctiles (que suelen ser más baratas aunque frecuentemente limitadas / restringidas en características) y excepto unos pocos modelos (como la gama "Mini-PC" de DragonBox / Pyra-Pandora, 600-750 €, y los proyectos entorno a OpenPhoenux: el Letux 2804, 695 €,  y el Neo900, 480 €) la mayoría están descatalogados (aunque pueden comprarse usados a buen precio: el Samsung Q1 Ultra por 75-180 €, el Viliv D5 por 35-225 €, o el Panasonic Toughbook CF-U1 por 200-300 €).


Anexo:

Respuestas a preguntas frecuentes

* ¿Es interesante estudiar murciélagos?

Interesante sí, pero no hay que engañarse: requiere ganas y dedicación. Especialmente, implica dedicar mucho tiempo a analizar grabaciones en el ordenador o computadora, e identificar las especies frecuentemente no es fácil y en ocasiones ni siquiera posible, por lo que puede ser cansado y frustrante (si se carece de experiencia previa, se recomienda moderarse o contenerse en la compra del detector).

* ¿El detector de ultrasonidos identifica las especies de murciélagos?

No. La identificación es realizada por el investigador mediante el análisis en las grabaciones de múltiples aspectos de los gritos ultrasónicos y el estudio de la bibliografía disponible sobre el tema. Existen varios proyectos (académicos y empresariales) de identificación automatizada de las grabaciones mediante ordenador o computadora, pero a día de hoy su fiabilidad sigue siendo inferior al análisis humano.

* ¿Qué detector de ultrasonidos comprar?

El rango de frecuencias del detector debe abarcar todo el rango de frecuencias usadas por todas las especies de murciélagos potencialmente presentes en la región donde vaya a usarse, lo que permite descartar varios modelos de detectores (las especies europeas emiten en el rango 8-116 kHz que abarca desde los gritos más graves de Tadarida teniotis hasta los más agudos de Rhinolophus hipposideros, a escala planetaria el rango es 8-212 kHz que engloba desde las diferentes especies de la extendida familia Molossidae y Euderma maculatum hasta algunas especies de la familia Hipposideridae como Cloeotis percivali).

Con un presupuesto de compra que ronde o supere los 250 € debería elegirse un detector con grabación directa de ultrasonidos (el más barato es el PeerSonic). Por debajo de ese precio, debería elegirse un detector con "división de frecuencias con retención de amplitud" (el más barato es el Batseeker 3, 36 €). Más información sobre modelos y características en el artículo.

* ¿Merece la pena fabricar caseramente un detector de ultrasonidos para ahorrarme dinero?

No. Actualmente (no era así hace pocos años) es posible comprar detectores de murciélagos muy baratos. En Internet no es difícil encontrar diseños para autoconstrucción de detectores de ultrasonidos usando componentes electrónicos genéricos de bajo coste, pero su coste de fabricación es similar o superior a los detectores de ultrasonidos equivalentes y además del análisis de muchos de esos diseños se puede concluir que todos tienen importantes carencias que impiden puedan ser usados para estudiar murciélagos (la cuestión no es solo encontrar micrófonos baratos cuyo intervalo de frecuencias con buena sensibilidad abarque la totalidad del rango de frecuencias de los murciélagos –véase las fichas de los Knowles SPU, SPH, algunos FG/BFG y otros modelos– sino problemas prácticos de su utilización, y más allá de esto lograr diseños electrónicos que siendo sencillos y baratos no se queden en simples heterodinos o división de frecuencias sin retención de amplitud sino que permitan realizar grabación directa de ultrasonidos a una tarjeta digital de almacenamiento o su uso como micrófono USB a conectar a un ordenador / computadora). Ojo, esta respuesta hace referencia a la autoconstrucción de detectores de ultrasonidos en sentido estricto, no a las instrucciones relativas a como preparar un mini-ordenador / mini-computadora –p. ej.: 1, 2, 3, 4– para configurarlo como equipo útil en el campo para ser usado con un micrófono profesional de ultrasonidos USB.

* ¿Qué características debe tener la grabadora de sonido y el ordenador o computadora?

La tarjeta de sonido o audio de un ordenador o computadora normal suele tener generalmente una "frecuencia de muestreo" de 44000 Hz (44 kHz) o 48000 Hz (48 kHz), lo que permite digitalizar (convertir en un archivo electrónico digital que puede ser analizado) adecuadamente el sonido audible que genera un detector de ultrasonidos con división de frecuencias. Para ello conecte la salida de auriculares de la grabadora de casetes (o del detector de ultrasonidos si se opta por conexión directa a un ordenador o computadora que es transportado encima durante el trabajo de campo) a la entrada de micrófono de la tarjeta de sonido del ordenador o computadora mediante un cable con conectores mini-jack, y use un software como GNU Audacity, SOX o WaveSurfer para grabar (digitalizar). Nota: algunos ordenadores o computadoras (especialmente los más nuevos) tienen tarjetas de sonido de baja calidad con frecuencia de muestreo menores (p. ej. 22000 Hz = 22 kHz) y/o carecen de entrada de micrófono diferenciada, por lo que no sirven.

Si se usa una grabadora digital, un detector profesional o un micrófono profesional USB no es necesario que el ordenador o computadora tenga tarjeta de sonido, pues el sonido es directamente proporcionado ya en formato digital binario (una tarjeta de sonido es un dispositivo que convierte sonido real –analógico– en código electrónico binario –que es lo que entiende un ordenador o computadora– y a la inversa). En el caso de usar una grabadora digital, esta hace el papel de la tarjeta de sonido, así que debe cumplir el requisito antes señalado de tener una frecuencia de muestreo de 44000 Hz (44 kHz) o superior, además de grabar directamente en formato sin pérdida y con tasa de bits constante (PCM: WAV, AIFF/AIF, AU,...) –las grabadoras de casetes y los casetes de calidad suelen cumplir estos requisitos, pero es importante confirmarlo igualmente–.

Nota importante: el sonido debe ser directamente transformado desde el sonido real –analógico– a un archivo electrónico en formato sin pérdida y con tasa de bits constante (PCM: WAV, AIFF/AIF, AU,...), ya sea porque se utilice un detector profesional con grabadora interna, un micrófono profesional USB, o en el caso de detectores con división de frecuencias se use una grabadora digital o tarjeta de sonido de buena calidad. Nunca grabe o digitalice en un formato con pérdida como AAC, MP3, Musepack, Opus, Vorbis o WMA, pues no servirá aunque posteriormente transforme ese archivo (de audio degradado) a un formato sin pérdida.