Un sensor gallego en la Antártida

El Tratado Antártico reparte el territorio de este continente entre diferentes países que tienen bases fijas, pero otros, como Portugal, no tienen allí infraestructura, aunque sí programas polares muy activos. Para sus expediciones, usan las bases y equipos de otros países, como las chilenas, españolas o rusas.

A principios de este año, Propolar, el programa polar portugués, llevó a cabo una campaña internacional sin precedentes en el continente helado. Por primera vez y como agradecimiento a los países que a lo largo de los años les han ofrecido apoyo logístico, Portugal llamó a científicos polares internacionales para unirse a su campaña.

Entre los invitados se encontraba uno de los ingenieros de AtlantTIC, centro de investigación de telecomunicaciones de la Universidad de Vigo. En total, en el vuelo fletado en enero de 2012 viajaron 73 investigadores y técnicos de 7 programas antárticos distintos.

Propolar tiene como objetivo apoyar el desarrollo de las necesidades de la comunidad portuguesa. En la práctica, significa que las áreas de estudio en donde es posible apoyar a los equipos portugueses se centran en la región de la península Antártica, en especial, en las islas Shetlands del Sur.

El proyecto Snowchange es uno de los siete proyectos que Propolar llevó a cabo en la pasada campaña antártica. En palabras de Gonçalo Vieira, investigador principal, su tema de investigación “se centra en el suelo permanentemente congelado (permafrost) y en el modo en cómo este reacciona a las alteraciones climáticas.

“En el proyecto Snowchange estudiamos la nieve, factor determinante para el permafrost y su relación con los climas locales y microclimas, así como con la vegetación. Las interacciones entre estas variables son esenciales para la dinámica de los ecosistemas de las áreas de la Antártida no helada”.

“Nos tacharon de locos pero nos pusimos manos a la obra e hicimos un sensor ligero con apenas 30 cm de largo y 40 de diámetro que se puede volar en ultraligeros”, dice el investigador. Este es el motivo por el que invitaron a AtlantTIC a participar en el proyecto Snowchange y por el que volverá a participar en la nueva campaña 2012-2013.

Un sensor hiperespectral, que es lo que ha desarrollado AtlantTIC, es una “especie de cámara de fotos, solo que en vez de tener los tres canales típicos (el famoso RGB: red, green, blue: rojo, verde, azul), o una decena de canales, como los sensores multiespectrales; van un paso más allá y consiguen centenares de bandas”.

A esto se le conoce con el nombre de firma espectral de reflectancia de cada punto en la imagen o, de una manera mucho más sencilla, “es como si tú cuando haces una foto, cada píxel, en vez de tener esos tres colores, tiene una gráfica que representa la reflectividad de esa parcela de terreno a lo largo del espectro”.

Se trata de una versátil técnica de teledetección con múltiples aplicaciones avanzadas. Con las cámaras hiperespectrales puedes estimar para un punto de terreno concreto qué tipo de terreno es exactamente.

Aplicación a las viñas

“Una aplicación que le hemos dado a este tipo de sensores, en colaboración con la Universidad de Burdeos, fue la de distinguir variedades de viña (Cabernet-Sauvignon, Merlot Noir...). Y no solo es capaz de observar el color, sino que como produce una curva con centenares de valores que varían para según qué especies, puedes saber por ejemplo qué vides tienen carencias de nitrógeno y dónde hay que abonar o qué vides están afectadas por un hongo para aplicar pesticida solo allí donde sea necesario, con el consiguiente beneficio para el medioambiente”, indica Vieira.

Otro ejemplo práctico de las cámaras hiperespectrales que se llevó a cabo entre AtlantTIC, la Universidad de Vigo y el Ministerio de Medioambiente fue mapear especies invasoras en parques nacionales. “Concretamente lo probamos en las Islas Baleares y las Islas Cíes, observando, entre otras, la uña de gato o Carpobrotus, una planta invasora muy agresiva”.

Lo que distingue al sensor de AtlantTIC de los sensores hiperespectrales comerciales es que este es un sistema muy pequeño capaz de ser operado desde aeronaves ultraligeras. “Los anteriores sensores tenían el tamaño de una nevera y necesitaban bimotores especialmente equipados para volarlos, algo totalmente fuera de las posibilidades económicas del propietario de un viñedo o de una empresa que quiera dar este tipo de servicios”.

“El primer contacto Antártico nos enseñó como es el tiempo allí: cielo permanentemente nublado, temperaturas bajas y muy ventoso” cuenta Pedro Pina, del Instituto Superior Técnico de Lisboa, otro de los miembros del equipo de Snowchange.

Las condiciones meteorológicas son muy extremas, estadísticamente apenas tres días ofrecen condiciones adecuadas para volar el sensor en los 30 días que iba el equipo, y, en esas escasísimas ventanas de oportunidad el helicóptero previsto del rompehielos de la Armada Chilena Viel no estuvo disponible.

“Finalmente no tuvimos suerte, así que lo que hicimos fue desmontar el sensor de su sistema de autoestabilización para aeronaves y nos lo llevamos a mano a unas cuantas cumbres. Pudimos hacer una serie de barridos a mano pero el viento era muy fuerte y muy frío. Fue muy complicado”.

A falta de datos aéreos, las imágenes desde tierra servirían para estudiar su calidad radiométrica y su capacidad para distinguir los elementos de interés para el proyecto Snowchange.

Interés de Corea e Italia por el sensor

Las radiometrías obtenidas en la campaña se expusieron hace un par de meses y los responsables de Propolar han vuelto a mostrar su interés en contar con AtlantTIC para un nuevo intento, esta vez con infraestructura del programa polar coreano (KOPRI).

Los coreanos se han mostrado muy interesados en realizar vuelos sobre la Península Antártica. La calidad de los datos también ha interesado al programa polar italiano, para volar el sensor en Victoria Land (Antártida Oriental).

“Cuadrar con tan escasas oportunidades de vuelo la meteorología adecuada con la disponibilidad de aeronaves (requeridas constantemente para todo tipo de operaciones logísticas y emergencias) se presenta como el obstáculo principal”, señala el investigador.

“Nuestro objetivo ahora es independizarnos de esa escasa disponibilidad, y esto pasa por desarrollar un segundo sistema que se pueda montar en un vehículo autónomo (UAV), es decir, un avión no tripulado de pequeño tamaño que podamos volar cada vez que se den las condiciones meteorológicas adecuadas”.

Nuria González, directora de AtlantTIC comenta: “Hemos lanzado la iniciativa para empezar a trabajar en el desarrollo del nuevo sensor en AtlantTIC, y Propolar se encargará de organizar toda la operativa para las pruebas, ya que tiene que ser adecuado para ambientes polares, tanto el Ártico como la Antártida. La Universidad de Burdeos ha mostrado también su interés en este desarrollo, en su caso para un vehículo autónomo terrestre movido exclusivamente por energía solar, y vamos a aprovechar las distintas sinergias generadas”.

“Es todo un reto, que supone rizar el rizo de lo logrado con el anterior modelo en cuanto a las exigencias en robustez, tamaño, peso, estabilidad y bajo consumo de energía. Tenemos la suerte de que, mientras otros se suicidan, países de nuestro entorno como Portugal y Francia siguen apostando decididamente por la investigación y la innovación, a pesar de la perspectiva económica, o precisamente por ella”, apostilla uno de los ingenieros involucrados en el proyecto.

En esta segunda campaña, además de un ingeniero de telecomunicación de AtlantTIC, está prevista la participación de una ecóloga de la Escuela de Forestales de Pontevedra especialista en radiometría de campo. “El trabajo Antártico es puramente fundamental, científico y tecnológico, y es gracias a ese trabajo que nosotros podemos entender mejor el mundo que nos rodea”.