Una ‘caja negra made in Spain’ para estudiar el cambio climático polar


ROSA M. TRISTÁN

Apenas hace nueve meses que la expedición polar ‘Antártida Inexplorada’ del Trineo de Viento regresó del continente más desconocido de la Tierra cuando la prestigiosa revista científica de la American Meteorological Society, ya ha publicado uno de los inventos que se diseñaron para la ocasión: una estación meteorológica móvil única en el mundo, la M-AWS, que fue creada por el equipo del proyecto MicroAirPolar de la Universidad Autónoma de Madrid y el grupo Aemet Antártica  con motivo de esta travesía pionera a nivel internacional. Este proyecto fue dirigido por la científica Ana Justel, de MicroAirPolar.  “En un escenario de cambio climático, es fundamental tener datos ‘in situ’ sobre el clima de la Antártida”, afirma Antonio Quesada, codirector de MicroAirPolar. Ambos ya habían colaborado con el eco-vehículo español en expediciones en el Ártico. “Estoy muy orgullosa de los resultados que hemos obtenidos con la M-AWS después de tanto esfuerzo”, afirma Justel, una de las pocas mujeres que dirige una investigación polar en España.

Durante los meses previos a esta aventura científica y de exploración, los investigadores de ambos equipos trabajaron conjuntamente, bajo la dirección de Justel, para que pudiera llevarse a bordo una estación móvil que registrara la temperatura, humedad y dirección del viento que los cuatro expedicionarios (Ramón Larramendi, Hilo Moreno, Manuel Olivera e Ignacio Oficialdegui) se encontrarían en su recorrido, una inmensa región sobre la que existe un gran vacío en cuanto a las observaciones en superficie.

Esta falta de datos contrasta con la importancia de conocer las condiciones climatológicas de la Antártida, de lo que depende en buena medida nuestro futuro en el planeta: estudios científicos prevén que si su hielo desapareciera, el nivel del mar aumentaría 57 metros. De momento, ese deshielo afecta más al Ártico, pero tener información precisa sobre el terreno se sabe que es fundamental para saber qué esta pasando: el último estudio en Nature Comunications indica que para mediados de siglo, con sólo medio metro de aumento del nivel del mar, 300 millones de personas se verán amenazados, entre ellos 200.000 españoles, por inundaciones costeras. “El creciente interés en las regiones polares, debido a los desafíos impuestos por el cambio climático,  requiere introducir mejoras en los modelos y las predicciones meteorológicas en la Antártida”, afirma, asimismo, Sergi González, de AEMET, que figura como firmante del artículo Weather Observations of Remote Polar Areas Using an AWS Onboard a Unique Zero-Emissions Polar Vehicle“.

Pero el reto que tenían por delante los investigadores de Microairpolar y Aemet no era fácil. “Teníamos que diseñar una estación meteorológica capaz de trabajar a temperaturas próximas a -50 °C, con materiales que resistieran el frío y los golpes que sufriría cuando el Trineo de Viento navegara sobre el hielo. Nada podía fallar. Un solo componente inadecuado y nos quedábamos sin los preciados datos”, explica Ana Justel, de Microairpolar (UAM), que fue su responsable y dedicó muchas horas al ‘invento’. A ello se suma que el dispositivo debía utilizar la menor energía posible, dado que el  suministro del eco-vehículo depende de placas fotovoltáicas, que tenía que geolocalizar los datos con un GPS y que su manejo debía se fácil para los expedicionarios.

Ana Justel y parte del equipo de investigadores haciendo pruebas de conexión de la M-AWS aprovechando su participación el IX Simposio Polar de 2018. @RosaTristán

Tras muchas pruebas y ensayos, en la Mobile Automatic Weather Station se colocó un datalogger y un GPS dentro de un contenedor isotérmico acolchado de polietileno expandido. Su suministro de energía se solucionó con una batería de litio hecha a medida con capacidad suficiente para soportar dos meses sin tener que recambiarse pese a las bajas temperaturas, que llegaron a ser de menos 42,2ºC.  Con este fin, se incorporó una resistencia eléctrica  alimentada por dos celdas solares de 10 W. Asimismo, se configuró con un sensor de viento (anemómetro) y una sonda de temperatura y humedad relativa, si bien los autores señalan que pueden incorporarse más  instrumentos. Con todo ello, cada 30 minutos, en automático, recogería los datos.

Y así lo hizo. El M-AWS funcionó a lo largo de los 2.538 kilómetros recorridos en ‘Antártida Inexplorada 2018-2019’, recopilando y almacenando la información la mayor parte del transecto pese a que los cables que enlazaban la resistencia eléctrica con los paneles solares se rompieron al octavo día debido al frío y los bruscos movimientos del vehículo eólico. Por contra, el interior de la ‘caja negra’ se mantuvo indenme y funcionando. Más problemas, irresolubles, hubo con el anemómetro, dado que no pudo colocarse en el trípode diseñado con este fin en el Trineo de Viento al resultar muy pesado, algo que, apuntan, deberá mejorarse para futuras expediciones con el Trine de Viento.

En todo caso, se recopilaron datos meteorológicos que están siendo utilizados por varios de los proyectos científicos participantes en la expedición que, además, ya sirvieron para que el equipo de Aemet Antártida elaborara los boletines de previsiones que cada día enviaban a los expedicionarios vía satélite.

Prueba de la importancia de esta estación móvil, una auténtica ‘caja negra’ de la meteorología, es que la revista ha publicado este desarrollo español coincidiendo con el Año Polar Predicción Período Especial de Observación del Hemisferio Sur (YOPP) y que se hayan incorporado sus observaciones a la base de datos de YOPP en PANGEA. Para futuras expediciones, su objetivo es integrarlos datos en el Sistema Mundial de Telecomunicaciones de la OMM (Organización Meteorológica Mundial).

En todo caso, conviene hacer un poco la historia. La recogida de datos meteorológicos sobre el terreno antártico comenzó a principios del siglo XX con grandes exploradores, como Ernst Shackleton, Amundsen, Scott o Fuchs… Una vez conseguidos los retos geográficos, se olvidó ese inhóspito lugar, del que ningún recurso natural podía sacarse a simple vista, hasta que en el Año Geofísico Internacional en 1957/58, la comunidad internacional decidió construir estaciones de investigación científica en el continente y, en ellas, se instalaron las primeras estaciones meteorológicas, todas fijas.

Desde entonces, entre los esfuerzos por aumentar la cantidad de datos que estas pocas estaciones pueden proporcionar destacan los del Centro de Investigación Meteorológica Antártica de la Universidad de Wisconsin–Madison, que desde finales de la década de los 70 mantienen una red de estaciones meteorológicas automáticas (AWS), hoy 63 según su web, en la plataforma de hielo Ross y la capa de hielo antártica occidental (de hecho Larramendi estuvo en mayo de 2019 reunido con este equipo para ver posibilidades de colaboración con el Trineo de Viento).

Equipo del Trineo de Viento en Antártida Inexplorada, con la M-AWS en primer plano.

Pero la Antártida tiene 14 millones de kilómetros cuadrados, así que ese centenar aproximado de AWS fijas son como unos pocos granos en una inmensa paella. Bien es verdad que también hay registros de  aviones o satélites, con los que se realizan modelos meteorológicos, pero los investigadores recuerdan que lo más preciso es recogerlos sobre el terreno. Por ello, en los últimos años se ha retomado la importancia de realizar trayectos interiores (transectos), sobre todo por la Antártida Oriental, de donde menos información se tiene.

El problema es el coste de estas expediciones polares, algo en lo que el Trineo de Viento de Larramendi aporta una alternativa económica y no contaminante, al estar impulsado por cometas gigantes de entre 30 y 150 metros cuadrados, ser desmontable totalmente y capaz de recorrer miles de kilómetros sin problemas. En estos momentos, una comisión del Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades está analizando la posibilidades de incorporar el eco-vehículo al programa polar español. El ministro Pedro Duque confirmó esta misma semana a este blog que el proyecto sigue adelante, tras realizar una consulta sobre su idoneidad a los investigadores españoles. 

De momento, la expedición ‘Antártida Inexplorada’ de este año ya  ha dado lugar a un innovador dispositivo, que podrá ser utilizado por científicos polares de todo el mundo. Para los firmantes, “el creciente interés en las regiones polares, que ha surgido recientemente debido a los desafíos impuestos por el cambio climático, requiere un aumento en la cantidad y calidad de datos siempre que sea posible a través de métodos económicos y sostenibles para el medio ambiente”.