Despite the extensive Brazilian coast areas, little is known on underwater acoustic environments in Brazil. Acoustic environments (or soundscape) are composed by biological, geological and man-made sound sources. Soundscapes are strongly linked to ecosystems dynamics, and follow temporal patters that can vary at daily and seasonal scales. Thus, for soundscape characterization, it is necessary to undertake sound recordings for long periods, which demands innovative analyzing methods. Accordingly, the present research focuses in two principal objectives: (1) to develop methods for analyzing long-term acoustic recordings and, (2) to characterize marine soundscapes of selected points in São Paulo State. Four deployment sites were selected for the underwater acoustic monitoring: a point located at the channel entrance of the Santos Harbor, and three marine Protected Areas (PAs) in Sao Paulo state. As a result, the largest underwater acoustic database from Brazilian seas was acquired. The present work used Power Spectral Density (PSD), Sound Pressure Level (SPL) and Spectrograms to develop an innovative methodology for analyzing long-term acoustic data. In addition, a new visualization tool and a method for automatic detection of dawn and dusk choruses are presented. The achieved results validated the proposed methodology as an effective tool for analyzing long-term acoustic data. The area close to the first site, the vicinity of Santos Harbor, was dominated by ship noise, which values reach levels that can affect some species of fish and marine mammals. The soundscapes of the other three remaining measurement sites were dominated by fish and crustacean choruses, with daily and seasonal patterns (related to sunrise and sunset). For the monitored regions, the present work signifies the first contribution for cataloguing fish choruses, and establishes a baseline for the study of their underwater acoustic environment. Although the proposed methodology has used long-term undersea acoustic datasets as case-study, it can also be extended for monitoring other aquatic or terrestrial ecosystems. Finally, the research indicates to Brazilian environmental agencies and to the related scientific community that passive acoustic monitoring is a noninvasive and cost-effective tool that can be used for the management of PAs and points of economic relevance. / Apesar da ampla área dos mares brasileiros, pouco se conhece sobre paisagens acústicas submarinas no Brasil. Estas paisagens são compostas por sons de origens biológicas, geológicas e as produzidas pelo homem. As paisagens acústicas estão fortemente ligadas à dinâmica dos ecossistemas, mostrando padrões temporais diários e sazonais. Para caracterizar paisagens acústicas é necessário realizar gravações de sons por períodos de tempos prolongados, o que demanda métodos de análise inovadores. Neste sentido, a presente pesquisa visa dois objetivos principais: (1) desenvolver métodos para a análise de gravações acústicas de longa duração, (2) caracterizar a paisagem acústica do litoral do estado de São Paulo. Quatro pontos de coleta foram selecionados para monitoramento acústico passivo: um ponto situado no canal de entrada do Porto de Santos e os outros três em áreas de proteção marinhas (APM) do estado de São Paulo. Como resultado foi obtida a base de dados de sons submarinhos mais extensa dos mares brasileiros. Do ponto de vista da análise destes dados, o presente trabalho baseia-se no cálculo da Densidade Espectral de Potência, Níveis de Pressão Sonora e Espectrogramas, obtendo métodos de análise novedosos a partir técnicas tradicionais. Neste contexto a tese apresenta uma ferramenta para a visualização de dados acústicos e um método para a detecção automática de coros biológicos matutinos e vespertinos. Os resultados obtidos permitiram validar a efetividade dos métodos propostos na descrição e análise de dados acústicos de longa duração. O ambiente acústico nas proximidades do Porto de Santos foi dominado por ruído de embarcações, alcançando valores de níveis sonoros capazes de afetar algumas espécies de peixes e mamíferos marinhos. As paisagens acústicas dos três pontos restantes foram dominadas por coros de peixes e crustáceos, com padrões diários e sazonais (relacionados ao nascer e pôr do sol). O presente trabalho constitui a primeira pesquisa que cataloga coro de peixes e que estabelece uma referência para o estudo do ambiente acústico das regiões monitoradas. Embora os métodos apresentados usaram como estudo de caso dados de sons submarinos, a sua aplicação pode ser estendida para o monitoramento de outros ambientes aquáticos ou terrestres. Por último, a pesquisa mostra aos órgãos ambientais brasileiros que o monitoramento acústico passivo é uma ferramenta eficaz para o manejo e monitoramento de áreas protegidas e pontos de relevância econômica.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:teses.usp.br:tde-26062017-145831 |
| Date | 23 March 2017 |
| Creators | Ignacio Sánchez Gendriz |
| Contributors | Linilson Rodrigues Padovese, Marina Henriques Lage Duarte, Rosane Minghim, Mario Manoel Rollo Junior, Arnaldo D'Amaral Pereira Granja Russo |
| Publisher | Universidade de São Paulo, Engenharia Mecânica, USP, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | English |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP, instname:Universidade de São Paulo, instacron:USP |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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