Nuevo método con más precisión para estudiar cambios en el vuelo de las aves migratorias

Aves migratorias - Foto de Aleksandar Pasaric: https://www.pexels.com/es-es/foto/foto-monocromatica-de-bandada-de-pajaros-voladores-1386454/

Los estudios clásicos no han considerado cómo cambia de principio a fin el vuelo de aves como el águila calva, ignorando variables como el clima, la presión o la humedad que influyen en él. Un experto en Estadística de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) mejoró y ajustó la metodología mediante una técnica llamada “puentes estocásticos”, y ahora no habría problema para tener en cuenta estos factores.

El desarrollo fue propuesto por el investigador Jhonier Sebastián Rangel Gutiérrez, magíster en Estadística de la UNAL, quien estimó los cambios que forman parte del concepto de volatibilidad, de una manera novedosa y más precisa que en las concepciones convencionales que analizan el fenómeno.

Para entender su propuesta es necesario comprender que los puentes estocásticos son modelos estadísticos que se utilizan en disciplinas como la matemática y la física para describir un proceso de inicio y fin, o sea cómo se comporta un fenómeno que tiene un valor fijo, en este caso el desplazamiento de un ave del punto A al punto B, y los cambios en su vuelo desde que parte.

Sin embargo, según el enfoque aplicado, el movimiento se puede medir mejor: con el clásico, llamado puente browniano, se mide el vuelo de las aves como una variable independiente, o sea estableciendo que su vuelo va cambiando por sí solo, mientras en el enfoque implementado de puentes brownianos fraccionarios se incluyen parámetros que permiten tener un panorama más amplio de lo que ocurre, como por ejemplo el viento, la presión o el clima.

Los enfoques brownianos deben su nombre al médico Robert Brown, reconocido por descubrir en el siglo XVIII el movimiento de agitación que tienen las partículas en el agua; sin embargo en su momento no pudo explicar el porqué del fenómeno y su estudio fue asumido por científicos como Albert Einstein y otros investigadores que fueron transformando su concepción.

Por otro lado, el tema de las aves migratorias es tanto fascinante como urgente para tener mejores planes de conservación de las especies, con una medición puntual de cómo está influyendo el cambio climático en sus trayectorias, algo que este modelo estadístico puede hacer de manera inédita y abierta al público.

En Colombia se registran 275 especies de aves migratorias, de las cuales 154 provienen de Norteamérica, lo que significa que este territorio es un punto estratégico para su vida y curso natural, pues de manera casi obligatoria deben sobrevolarlo y recorrerlo.

Según el experto, el modelo teórico y de simulación analiza las ecuaciones diferenciales, una parte de la matemática que describe cómo cambia una función en relación con una o más variables independientes; su objetivo principal es determinar el cambio, o sea que su carácter es estocástico.

Después del análisis se modelaron los cambios de las aves migratorias en el lenguaje de programación Rstudio, con un examen de lo que ya se había registrado en la literatura, como por ejemplo en estudios de 2021 sobre el águila calva, en los que el autor se percató de que cuando inicia su vuelo hay un cambio importante en el tránsito del movimiento que no está determinado por sí mismo.

 

Migración - Foto de Arvind Aditya: https://www.pexels.com/es-es/foto/volador-cielo-hermoso-cielo-de-la-tarde-migracion-12519926/

 

Lo anterior se puede explicar de manera sencilla con el siguiente ejemplo proporcionado por el experto: “si ponemos 50 palomas en una caja, y a 10 m de distancia ponemos maíz, los movimientos de los animales no variarán mucho, pero si las sacamos de ahí su comportamiento será diferente, y eso es lo que ocurre con la volatibilidad de procesos estadísticos”.

Un concepto clave en el proceso es el índice de Hurst, parámetro estadístico que se mide con valores entre 0 y 1: los cercanos a 0 se toman como un evento poco predecible, y en el caso contrario como predecible o estimable. En el caso de las aves, incluirlo da luces sobre la dirección en que se mueven, o de si es más difícil seguir su trayectoria.

Además el investigador Rangel asegura que “el método estadístico también se puede aplicar al mundo bancario y financiero –de hecho es en el que más se ha implementado–, ya que ayuda a estimar el flujo de dinero que entra y sale cada día, por ejemplo del dólar; y también en el estudio de la cantidad de partículas que hay en una sustancia al mezclarla con algún químico, lo cual ocurre en la industria de las pinturas y los materiales, en la que se busca que la composición sea estable y duradera”.

El desarrollo y ajuste propuesto tienen una aplicabilidad muy grande y sería un primer paso para seguir contrarrestando el efecto que fenómenos como el cambio climático tienen en el medioambiente y en la vida de las aves migratorias, que son clave en el control de plagas en cada territorio. Este trabajo contó con el apoyo del profesor Viswanathan Arunachalam, del Departamento de Estadística de la UNAL.

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