Un proyecto realizado en el ámbito de la Comisión Nacional de Actividades Espaciales (CONAE), el CONICET y la Administración de Parques Nacionales (APN), está generando información mediante el procesamiento de imágenes satelitales y relevamiento de campo que podría ser de utilidad para diseñar una misión espacial orientada a monitorear problemas de contaminación en la nieve, en particular por carbono negro. Este fenómeno, ocasionado en mayor medida por el tránsito vehicular y por la actividad industrial, provoca un derretimiento acelerado de la nieve y puede impactar sobre los cursos de agua a partir de la primavera, cuando comienza a aumentar la temperatura.

“El carbono negro es un derivado de la combustión incompleta de combustibles fósiles. Cuando esas partículas se depositan en la nieve, al ser oscuras absorben más radiación e incrementan la temperatura, acelerando el derretimiento”, explicó Giuliana Beltramone, becaria doctoral del CONICET con lugar de trabajo en el Instituto Gulich (IG), de la CONAE y de la Universidad Nacional de Córdoba (UNC), quien lleva adelante estas investigaciones. Al respecto, advirtió que este tipo de contaminación puede afectar la provisión de agua en las poblaciones y desestabilizar las laderas de las montañas, provocando avalanchas o inundaciones. Además, tiene severas implicancias en el cambio climático y en el calentamiento global, lo cual repercute en los servicios ecosistémicos relacionados a la criósfera (áreas terrestres y marinas donde existe nieve o hielo) y sobre aspectos socio-económicos.

Beltramone realizó los primeros trabajos en esta materia en 2018, para su tesis de Maestría en Aplicaciones de la Información Espacial del IG, basada en estudios realizados por Anabella Ferral y Carlos Barrientos. En esa primera etapa, los estudios consistieron en hacer un análisis teórico de modelos numéricos y en utilizar información radar, entre ellos del satélite SAOCOM 1A, para detectar la fusión de la nieve, e imágenes ópticas para identificar cambios en la energía que reflejan las coberturas níveas debido a la presencia de impurezas.

Actualmente avanza en la misma temática, en el marco de su tesis del Doctorado en Geomática y Sistemas Espaciales, del Instituto Gulich. Ferral, directora de la tesis junto a Marcelo Scavuzzo, destacó que las investigaciones están generando conocimientos novedosos sobre aspectos que no están documentados en la bibliografía científica. Y subrayó que la iniciativa involucra un equipo interdisciplinario de trabajo, compuesto por profesionales de la biología, la física, la química y la gestión ambiental, así como un acuerdo con la APN para llevar a cabo los estudios a campo.

“El objetivo final es desarrollar un instrumento satelital para monitorear el oscurecimiento de las nieves a nivel global, capaz de detectar la presencia de contaminantes que absorben la luz y de discriminar las partículas del carbono negro de otras como el carbono marrón (generado por la quema de biomasa), cenizas volcánicas, polvo y algas, que pueden provocar un efecto similar”, sostuvo Beltramone.

Monitoreo de campo

Durante noviembre de 2022, se realizó la segunda campaña de campo para detectar perturbaciones antrópicas y contaminantes que absorben luz sobre la nieve estacional, que puede permanecer sobre la cordillera patagónica entre dos meses y un año, antes de derretirse.

“Estamos muy agradecidos con el personal de Parques Nacionales, que nos facilitó los permisos para muestrear las zonas de interés. Es sumamente valioso poder ir al campo y estar en contacto con profesionales y expertos en el terreno porque ellos nos ayudan a interpretar la información brindada por los satélites”, indicó la investigadora del IG. En este sentido, destacó la colaboración de Víctor Zalazar, guardaparque retirado, quien colaboró en 2021 para realizar mediciones en los cerros López y Otto, en Bariloche, y de Camilo Rotela, del Departamento de Conservación y Educación Ambiental del Parque Nacional Los Alerces, en las localidades de Esquel y en Trevelin. En la campaña actual, volvieron a muestrear las mismas zonas, para hacer una comparación interanual. También sumaron a los estudios un radiómetro de campo facilitado por la CONAE, que permite validar la información satelital y generar nuevos datos de firmas espectrales.

“Este es el primer proyecto fuerte de colaboración entre el Instituto Gulich y el Parque Nacional Los Alerces, que implica estar trabajando juntos en el terreno para apoyar la formación de posgrado de los y las estudiantes del IG”, informó Rotela. Asimismo destacó el compromiso que significó tomar las muestras en la nieve, por la geografía del terreno y el clima extremo, que complica el acceso a algunos sectores y que demanda un gran esfuerzo físico.

Las muestras se tomaron en diferentes zonas con distintas características, para que sean representativas de la región. “El año pasado fuimos al cerro Cocinero, que supera los 2000 metros sobre el nivel del mar, aunque pudimos llegar hasta los 1.700 metros, con el condimento de que estuvo nevando desde que empezamos a caminar hasta que bajamos. En algunos lugares estuvimos enterrados con nieve hasta la cintura”, recordó. “También fuimos dos veces al cerro Los Valientes, donde subimos a casi 1500 metros de altura caminando sobre nieve y realizando perfiles (excavaciones hasta el suelo) para ver las diferentes capas de nieve y tomar las muestras, con equipamiento especial”, agregó.

La campaña actual sumó el desafío de subir a los cerros con el radiómetro, que pesa unos 15 kilos e incluye una computadora y baterías adicionales, en medio de grandes nevadas y tormentas de viento, que causaron el cierre de los caminos vehiculares. “Para acceder al cerro Los Valientes tuvimos que caminar, entre ida y vuelta, casi 4 horas más de lo planeado, porque no pudimos llegar con los vehículos hasta el lugar de partida. Así que caminamos casi 12 horas”, señaló. “También fuimos al centro de ski La Hoya, en Esquel, donde pudimos tomar muestras en un lugar diferente a los anteriores, más alterado y con máquinas trabajando, donde hay una mayor contaminación”, dijo Beltramone, y agregó: “El 11 de noviembre pudimos compartir el trabajo que hacemos en una reunión que se llevó a cabo en la intendencia del Parque Nacional Los Alerces de Villa Futalaufquen con guardaparques y geólogos. Fue una experiencia increíble”.

Del espacio al campo y al laboratorio

“Durante el muestreo de campo hacemos unos perfiles para caracterizar las propiedades físicas de la nieve como el tamaño del grano, la dureza, la densidad, la temperatura y la profundidad de cada capa. También realizamos un análisis químico, para determinar qué tipo de contaminante puede tener cada capa. Esas muestras las filtramos en el lugar, porque tenemos que tratar de que la nieve esté el menor tiempo posible en estado líquido, para evitar que las partículas contaminantes se adhieran al contenedor. Este proceso implica derretir la nieve, medir el volumen de agua líquida y pasar el agua por un filtro de cuarzo redondo de 50mm de diámetro para que las impurezas queden atrapadas ahí”, detalló Beltramone. Luego traslada las muestras filtradas a la provincia de Córdoba, donde se analizan en el laboratorio.

Además de la información de los satélites SAOCOM, incorporaron al estudio imágenes ópticas de las misiones Sentinel 1, 2 y 3, de la Agencia Espacial Europea (ESA), y un radiómetro que permite medir a campo la respuesta espectral de la nieve (lo mismo que observarán los satélites, pero en la Tierra). “Con este instrumento medimos in situ la cantidad de luz que refleja la superficie, para complementar la información satelital y de campo”, dijo Francisco Nemiña, quien estuvo a cargo del radiómetro. Asimismo formaron parte de la campaña Ivana Tropper y Pedro Rivolta, ambos de la Gerencia de Vinculación Tecnológica de la CONAE.

“Consideramos que es una campaña muy importante por la posibilidad de caracterizar la nieve con el radiómetro, lo que permite desarrollar y validar los algoritmos de detección de contaminantes a partir de información satelital'', sostuvo Ferral. “Van a ser los primeros datos registrados en bibliografía científica, medidos en la nieve en la Argentina con este tipo de radiómetro, que tiene muy buena resolución espectral, con un rango de 350 a 2.500 nanómetros”, añadió.

“La campaña pasada fue excelente. Ésta superó las expectativas. Encontramos muchas diferencias en las muestras que se ven a simple vista, lo cual es muy alentador. Ahora tenemos que analizarlas en el laboratorio”, concluyó Beltramone.