En la actualidad, principalmente en altos cerros entre las regiones de Antofagasta y Coquimbo, se concentra el 40% de la capacidad astronómica mundial, con algunos de los observatorios astronómicos más relevantes del planeta instalados, y en una década este número se incrementaría a 70%. La razón es que los cielos del norte están catalogados como los mejores del mundo para hacer observación astronómica debido a la calidad de la atmósfera y la baja humedad a gran altura, que se traduce en que haya menos vapor de agua interfiriendo en lo que observan los diferentes telescopios instalados.

No obstante, esto no significa que el vapor de agua presente no sea un "ruido" que atenúa y dispersa las débiles señales cósmicas de interés para realizar astronomía milimétrica y sub-milimétrica, complicando su detectabilidad o afectando los datos que reciben radiotelecopios como ALMA, explica el doctor Rodrigo Reeves, profesor asociado del Departamento de Astronomía y director del Centro para la Instrumentación Astronómica (CePIA) de la Universidad de Concepción (UdeC). "Como es un componente que afecta es bueno medirlo para entender bien su densidad y la cantidad que existe en el momento de observación. Esa información puede servir para calibrar las observaciones que se hacen con los instrumentos y compensar tratando de remover este componente", detalla al respecto.

Para ello se han desarrollado técnicas e instrumentos llamados radiómetros de vapor de agua, fabricados principalmente en Europa y de altísimo costo, y lo ideal es que todos los radiotelescopios cuenten con dicha tecnología para calibrar datos científicos y planificar actividades de observación, pero el investigador cuenta que no todos los observatorios cuentan con radiómetros y que pese a los avances tecnológicos todavía no alcanzan una gran precisión.

DESARROLLO LOCAL

Algo que apuestan a cambiar desde Concepción, debido a que en CePIA están desarrollando un prototipo de radiómetro de vapor de agua de mayor sensibilidad a lo existente en el mercado mediante un proyecto que Reeves dirige y es financiado por el programa Fondef IdeA I+D de Conicyt, y en el que están trabajando en la plataforma científica WenuLafquen de la UdeC junto a investigadores del Departamento de Ingeniería Mecánica de la UdeC. Además, cuenta que está como partner el Centro de Astronomía de América del Sur de la Academia China de Ciencias (CASSACA) y precisa que "en el observatorio de esta entidad, ubicado en el cerro Ventarrones de Antofagasta, se probará y validará el prototipo, comparándolo con el funcionamiento y datos del instrumento del observatorio Paranal", que está en la misma zona.

MÁS PRECISIÓN

Aunque tener un prototipo funcional a escala de laboratorio o el propio hecho de crear este tipo de tecnología en tierras locales son éxitos por sí solos, para el director de CePIA hay varios aspectos dignos de destacar de los resultados actuales y futuros de un proyecto en el que tiene puestas sus energías desde 2015, cuando comenzó como una idea junto al nacimiento del centro que dirige.

Lo más relevante, en su opinión, es el cambio en la arquitectura del diseño del sistema de recepción de señales y la incorporación de componentes milimétricos ultra-sensitivos (chips), como unos amplificadores de bajo ruido (LNA) en tecnología monolítica MMIC. Sobre esto, explica que cuando un instrumento recibe la señal cósmica "lo que hace la electrónica es agregar ruido electrónico para amplificar la señal. Pero, al amplificarla le agrega su propio ruido. Estos dispositivos de tecnología con chip permiten que el ruido electrónico sea mucho más bajo que en aquellos que usualmente se encuentran en el mercado". Por ello la tecnología podría alcanzar una mayor precisión que lo que se logra hoy.

Además, resalta que, por ejemplo, en ALMA los radiómetros de sus telescopios están alojados en sus antenas, por tanto no operan si el obturador del instrumento de observación se cierra por mantenimiento o condiciones climáticas, pero la propuesta local espera elaborar e instalar estos radiómetros sensibles en el altiplano chileno, para así proporcionar mediciones de vapor de agua instantáneas en todo momento, almacenando la información en tiempo real y generando una base de datos de largo plazo útil para las operaciones de los observatorios instalados en dicho territorio chileno que es considerado un parque astronómico.

made in Chile

Las últimas semanas hemos observado imágenes alarmantes sobre los deshielos ocurridos en Groenlandia. De acuerdo con el Instituto Meteorológico de Dinamarca, solo en julio de este año se han perdido cerca de 197.000 toneladas de hielo cuando en promedio se espera un nivel máximo de 70 millones de toneladas para el mismo periodo. Esto coincide con la ola de calor que ha afectado a gran parte de Europa donde, por ejemplo, se registraron nuevos récords de altas temperaturas incluyendo Francia (42,6 °C), Bélgica (41,8 °C) y Alemania (41,5 °C). Aunque las olas de calor siempre han ocurrido, se ha reportado que en Europa los cinco veranos con temperatura más extremas desde el año 1500 han ocurrido en las últimas dos décadas.

Ante esta situación, los expertos aseguran que algunos de los signos del cambio climático son el aumento en la frecuencia, intensidad y duración de las olas de calor. Es importante señalar que la Convención Marco de las Naciones Unidas destaca que el cambio climático está influenciado con modificaciones actuales atribuidas de manera directa o indirecta a la actividad humana que altera la composición de la atmósfera. Bajo este escenario, la ONU en su Sexto Informe de Evaluación (AR6) a cargo del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC), afirmó que es "altamente probable que la influencia humana haya sido la causa dominante del calentamiento observado desde mediados del siglo XX".

La evidencia científica ha confirmado mediante las pruebas geológicas y paleo-climáticas que las actuales concentraciones atmosféricas de dióxido de carbono son las más altas de los últimos 15 millones de años y desde 1959 se han emitido 350.000 millones de toneladas métricas de carbono a causa de las actividades humanas. Al 2017 las mediciones de las temperaturas máximas promedio ya mostraban un incremento de 1°C respecto al promedio de los últimos 100 años y se proyecta que para el 2030 se alcanzará un alza de 1,5°C. El informe del IPCC señala que, de ser así, se incrementarán los riesgos a la salud, forma de vida, seguridad alimentaria, suministros de agua y el crecimiento económico de las comunidades cuya principal actividad económica depende de la agricultura (IPCC 2018).

Uno de los efectos más importantes por su impacto sobre las personas, es la alteración de la calidad y disponibilidad del agua en ríos y lagos, con consecuencias inmediatas sobre los suministros de riego y agua potable. A esto se le suman cambios en los sistemas hidrológicos, destacando los escurrimientos superficiales hacía ríos y lagos, generando suelos empobrecidos y erosionados por las corrientes. Además, se verían anticipadas las fechas de crecimiento de los caudales de los ríos alimentados por deshielos, generando escasez en fechas más avanzadas del verano.

Ante esta realidad y de acuerdo con la convención Marco de las Naciones Unidad sobre el cambio climático, Chile se ubica entre los 10 países más vulnerables del mundo debido a la sequía, intensas lluvias, aluviones y graves desastres climáticos. Bajo este escenario poco favorable, recientemente el Ministerio del Medio Ambiente creó la División de Cambio Climático con la responsabilidad de proponer políticas e implementar planes de mitigación. Aun cuando este esfuerzo se puede considerar como incipiente, existen otras instituciones gubernamentales que se han sumado a abordar este problema como desafío país. A nivel de instituciones de educación superior cada vez es más frecuente encontrar nuevas fuentes de financiamiento (Incluyendo FONDEF, CORFO, Comité Regional de Desarrollo Productivo Región del Biobío) que apoyan proyectos orientados a mitigar y adaptar las actividades agropecuarias regionales al cambio climático así como crear condiciones habilitantes de infraestructura, conocimiento y capital humano para construir un país que pueda desarrollar soluciones para adaptarse al calentamiento global.

investigador Fac. de Ingeniería y Tecnología, USS