La comparación de registros satelitales de la NASA a comienzos del siglo XXI evidenció la inestabilidad que sufre la Antártica; retroceso, derretimiento, e incluso la desintegración de múltiples plataformas de hielo son algunas de las características de esta inestabilidad. Estas plataformas corresponden a grandes extensiones de hielo flotante sobre los mares adyacentes al continente y actúan como verdaderas barreras para los glaciares que se encuentran sobre el terreno, impidiendo que fluyan hacia el océano. Estos glaciares almacenan un gran porcentaje del agua potable del planeta y tienen una gran influencia en la circulación atmosférica y oceánica mundial. El monitoreo del comportamiento de los hielos, plataformas y glaciares es vital para comprender el impacto del cambio climático en la Antártica, sus efectos y consecuencias a nivel global.

Este monitoreo de los hielos se hace principalmente sobre la base de una observación satelital, como tenía por propósito el Proyecto ICE-SAT 1 (Ice, Cloud, and Land Elevation Satellite) de la NASA. Los satélites miden superficialmente, por lo que deben complementarse con sensores desde tierra, vehículo o de baja altitud, con aeronave.

El Proyecto Hielo¹ tiene por misión medir la profundidad de las plataformas y glaciares de la Antártica, verificando las consecuencias en el nivel del mar a nivel global y posibles modificaciones en la salinidad del agua que afectan la circulación atmosférica y oceánica, con el propósito de contribuir al estudio de los efectos del cambio climático a nivel mundial.

El Proyecto Hielo IV² fue materializado exitosamente por marinos y científicos durante el año 2023, trabajando a bordo de una aeronave P-3 Orión de la Aviación Naval como un solo equipo profesional y cohesionado, reafirmando el compromiso de la Armada de Chile y el Centro de Estudios Científicos (CECs) en el territorio antártico nacional, mediante una acción concreta y tangible que contribuye al cumplimiento de los objetivos suscritos por el Estado en su legislación, política y planes estratégicos vigentes.

Génesis del Proyecto Hielo

A comienzos de la década de los 2000, el CECs³ necesitaba contar con un radar de penetración de hielo que pudiera ser utilizado para medir los campos de hielo Norte y Sur en la zona austral de Chile. Existían ciertos prototipos arrastrados con trineos, sin embargo, la geografía en la Patagonia hace muy difícil la medición vía terrestre, por lo que se llegó a la conclusión de que se requería una versión aerotransportada. Al efectuar las investigaciones, se confirmó un equipo que existía en la agencia norteamericana NASA, no obstante, para un hielo de distinto tipo llamado “hielo frío”, que existe desde la península Antártica hasta el polo Sur, y no para el “hielo temperado"⁴ de los campos de hielo Norte y Sur.

Se decidió entonces desviar el foco del estudio hacia el continente blanco y efectuar una alianza con la NASA, que tenía el radar y la experiencia necesaria. En ese entonces, la prestigiosa revista Scientific American contenía un artículo en su portada, escrito por un eminente glaciólogo titulado “Walking on thin ice” o “Caminando sobre hielo delgado”, e indicaba el área donde se debía estudiar la inestabilidad del continente blanco, el glaciar de Pine Island en la Antártica Occidental. Sin embargo, la publicación agregaba que era casi imposible dado lo remoto de la zona, la distancia desde cualquier base, sumado a uno de los peores climas del mundo. Por lo tanto, la incipiente expedición carecía de un medio con la capacidad de efectuar las mediciones, teniendo en cuenta los factores operacionales de tiempo y distancia, pues Pine Island se encuentra a más de 2.800 km. de Punta Arenas.

Este medio operativo fue finalmente proporcionado por la Armada de Chile, por lo que el año 2002, en una alianza histórica, se firma un acuerdo de colaboración que uniría al CECs, la NASA y la Armada, inaugurando el Proyecto Hielo I. Este consideraba un pionero y ambicioso curso de acción: instalar un radar y láser en una aeronave P-3 Orión de la Aviación Naval, realizando mediciones detalladas del espesor y la estructura de las capas de hielo, con despegue y aterrizaje en Punta Arenas, en múltiples vuelos de largo aliento hacia los glaciares de Pine Island y Thwaites en el mar de Amundsen.

La concepción de la misión diseñada por estas 3 instituciones llevó al límite de las limitaciones a la aeronave naval; en vuelos de más de 11 horas, con 5 horas de tránsito al área, una hora de mediciones sobre la zona de interés y 5 horas de retorno a Punta Arenas.

Los vuelos del Proyecto Hielo constituyeron las primeras mediciones subglaciales en el mar de Amundsen de la historia y fueron de enorme aporte para la comunidad científica internacional. El éxito de esta exploración sentó las bases para investigaciones posteriores sobre los efectos del cambio climático y dio paso a nuevos proyectos durante los años 2002, 2004 y 2008. Estos datos fueron compartidos con la comunidad científica, comparados con antiguas mediciones, y cotejados con los historiales de la NASA. Antecedentes que permitieron finalmente determinar en forma tangible, mediante un análisis matemático, las variaciones actuales de las plataformas y glaciares antárticos.

Las expediciones Hielo dieron pie a un cambio completo en el enfoque que la NASA daba a sus expediciones. En consecuencia, nació un proyecto llamado Ice-Bridge el año 2009, que tuvo vigencia hasta 2019, utilizando aviones de largo alcance bajo el mismo concepto que el proyecto chileno. No obstante, fue desfinanciado el año 2019, quedando la NASA solo con data de mediciones satelitales del proyecto ICE-SAT 2, desde el año 2018.

Proyecto Hielo IV

A comienzos del año 2023, la Comandancia de la Aviación Naval recibe de parte de la Comandancia en jefe de la Armada la tarea de explorar el interés científico del CECs en materializar una cuarta expedición, dado que las aeronaves P-3 Orión se encontraban de regreso de un mantenimiento estructural y aviónico que duró algunos años. La propuesta fue recibida con entusiasmo por el CECs, restableciendo esta histórica alianza y dando inicio a la compleja planificación del Proyecto Hielo IV.

El cronograma del proyecto fue igual de exigente que en el año 2002, ya que demandaba en tan solo 7 meses concretar tanto la planificación operativa, logística y técnica; como también la instalación del equipamiento científico a bordo de la aeronave.

Una de las grandes novedades de esta nueva campaña glaciológica fue desarrollar la capacidad de construir, integrar, operar y analizar datos con un sistema de sensores aéreos de tecnología nacional, potenciando la industria chilena, en equipos anteriormente proporcionados por la NASA:

O    Radar de penetración de hielo de 3.500 metros de alcance, con el propósito de medir el espesor del hielo (topografía subglacial), estructura interna y base rocosa bajo la superficie mediante dos antenas ubicadas en cada punta de ala.

O    Sistema CAMS (CECs Airborne Measurement System), con el propósito de detectar cambios en la rugosidad (topografía superficial) mediante la transmisión un haz láser pulsado instalado bajo la aeronave. Este sistema contiene una serie de equipos: láser de alta precisión o LiDAR (medición superficial), IMU/INAV/FMS (precisión trayectoria), GPS/JAVAD/LGGD (alineación) y cámara (contexto visual).

Ambos sensores se complementan para proveer mayor precisión en las mediciones de las plataformas y glaciares, siendo probados en dos vuelos de verificación, en Viña del Mar y en Tierra del Fuego.

El 13 de noviembre se efectuó la ceremonia de inauguración en el aeródromo de Pichoy en Valdivia, con la presencia del Sr. comandante en jefe de la Armada, siendo presidida por la Sra. ministra de Defensa Nacional, la cual indicó en la oportunidad: “Chile tiene una vocación antártica, con diferentes tareas, y una de ellas es este Proyecto Hielo, que reafirma la presencia y el compromiso del Estado en el territorio antártico nacional”.

La operación fue realizada entre el 14 de noviembre y el 1 de diciembre, e incluyó un total de 5 vuelos que siguieron distintos tracks diseñados por el CECs, operando desde Punta Arenas como aeropuerto de origen y destino, llegando hasta el paralelo 73º Sur.

Cada track tuvo una extensión aproximada de 2.800 millas náuticas (5.000 kms.), equivalentes a la distancia desde Santiago hasta Costa Rica, cubriendo en total más de 12 mil millas náuticas de distancia (23 mil kilómetros) en un total de 48 horas de vuelo.

La distancia total de medición fue de 3.670 millas náuticas (6.800 kms.), equivalentes a la distancia desde Santiago hasta Carolina del Sur, Estados Unidos. Para ejecutar estas mediciones, la dotación de vuelo debió volar por tiempos prolongados a 300 metros sobre el hielo (con una rigurosa tolerancia de +/- 30 metros) y a una velocidad de 400 km/hr.

Objetivo común: Chilenizar la Antártica y antartizar Chile

La contribución al desarrollo del Estado mediante la investigación científica de la Antártica es el principal objetivo común entre la Armada y el CECs.

Por parte de la Armada; la presencia en las bases antárticas, la ejecución de las campañas antárticas, la construcción de un nuevo rompehielos, la adquisición de un remolcador con capacidad antártica, y la periódica operación de unidades de superficie en océano Austral, manifiestan el claro interés de la institución en contribuir y fomentar la presencia en la Antártica.

Por parte del Centro de Estudios Científicos; el proyecto de exploración del “Lago Subglacial CECs”, la operación “Dinámica del hielo y balance de masa en el Glaciar Unión en la Antártica Occidental”, y el proyecto de “Interacciones de Glaciares y Plataformas de Hielo en la Península Antártica”, manifiestan el claro interés del CECs en contribuir y fomentar el estudio científico del continente blanco.

Por parte del Estado de Chile; este creó 5 áreas de misión para las Fuerzas Armadas (FF.AA.): Defensa, Emergencia Nacional, Cooperación Internacional, Seguridad e Intereses Marítimos, Contribución al Desarrollo Nacional y a la Acción del Estado. Esta última área de misión incluye, entre otras actividades, las misiones destinadas al empleo de las FF.AA. en apoyo a la comunidad y organismos del Estado para el desarrollo en el ámbito científico y tecnológico, y la preservación del medio ambiente.

En este ámbito científico, tecnológico y de preservación del medio ambiente, confluyen directamente los objetivos de la Armada de Chile y el Centro de Estudios Científicos.

Por lo tanto, y en lo particular, los objetivos comunes que figuran en el acuerdo del Proyecto Hielo IV son los siguientes:

O    Determinar cambios de elevación (balance de masa) y adquirir datos de espesores y estructura interna de los glaciares en la península Antártica.

O    Desarrollar en Chile la capacidad de construir, integrar, operar y analizar datos con un sistema de sensores aéreos de tecnología nacional de punta a bordo de una aeronave.

O    Probar la capacidad y desempeño de sensores y sistemas de adquisición, diseñados, integrados y fabricados en el CECS.

O    Exploración de las aguas antárticas en el marco del Convenio para la “Comisión para la Conservación de los Recursos Vivos Marinos Antárticos (CCAMLR)”, contribuyendo a la preservación de nuestros recursos marinos mediante la fiscalización de buques en aguas del continente blanco.

Con respecto a este último objetivo, durante los tránsitos hacia las áreas de medición, la dotación del P-3 Orión mantuvo como tarea permanente la exploración de las aguas antárticas en el marco del Convenio CCAMLR"⁵.

Ley, Política Antártica, plan estratégico

La entrada en vigor el año 2021 de la ley Nº21.255 “Estatuto Chileno Antártico” conlleva una serie de consecuencias. En su artículo 8, esta ley dispone que los Planes Estratégicos Antárticos comprenderán tareas y acciones concretas que se materializarán mediante el Programa Antártico Nacional anual. Además, como elemento esencial de la planificación deberán incorporarse criterios que orienten la actividad científica y tecnológica, a fin de promover el desarrollo del país en dichas áreas. Los Planes Estratégicos Antárticos se desarrollarán junto a lo anterior, según los objetivos de la Política Antártica Nacional, necesarios para orientar la acción de los ministerios y entidades con competencias sectoriales en la materia.

Los objetivos de esta ley, política y planes estratégicos se relacionan con los del Proyecto Hielo, que pretenden proteger, potenciar y fortalecer las actividades antárticas de Chile.

El Proyecto Hielo reafirma el interés, presencia y compromiso del Estado en el territorio antártico nacional, mediante una acción concreta y tangible que contribuye al cumplimiento de los objetivos suscritos por el país en su legislación, política y planes estratégicos vigentes; incorporados en la ley Nº21.255 del año 2021, en la Política Antártica Nacional del año 2022 y en el Plan Estratégico Antártico del año 2021 al 2025; sintetizando una lógica top-down, que desciende del nivel político estratégico, representado por un interés nacional, hasta llegar al nivel táctico representado por medios operativos aeronavales.

En lo particular, la misión del Proyecto Hielo aporta directamente a concretar 6 de los 10 objetivos estratégicos de la Política Antártica Nacional:

o    Objetivo 1: Resguardar los intereses nacionales en la Antártica, manteniendo una presencia efectiva, protegiendo los derechos soberanos de Chile sobre el Territorio Chileno Antártico.

o    Objetivo 3: Promover el cuidado del medioambiente antártico, incluyendo el medioambiente marino, e impulsar el establecimiento de Áreas Marinas Protegidas.

o    Objetivo 4: Potenciar el desarrollo de la investigación y la tecnología antártica, contribuyendo a intereses políticos, medioambientales y sociales nacionales y globales.

o    Objetivo 5: Fortalecer a la Región de Magallanes como un centro de actividad antártica nacional e internacional, consolidándola como un polo de desarrollo científico y tecnológico.

o    Objetivo 6: Facilitar el desarrollo de la pesca responsable, y la conservación de los recursos vivos marinos antárticos, con la finalidad de promover los intereses pesqueros nacionales, fortaleciendo la participación de Chile en la Comisión para la Conservación de los Recursos Vivos Marinos Antárticos (CCAMLR).

o    Objetivo 8: Fortalecer la conciencia e identidad antártica nacional, difundiendo el patrimonio histórico, científico y cultural antártico de Chile.

En síntesis, el Proyecto Hielo tiene una alta importancia estratégica, aportando en forma concreta a los objetivos, tanto de la ley como de la política nacional relacionadas al continente blanco, mediante una acción concreta y tangible.

Resultados preliminares y futuro del Proyecto Hielo

En enero de 2024 se inició el preprocesamiento de los datos, los cuales se encuentran actualmente disponibles en la plataforma del CECs. El procesamiento requerirá varios meses de trabajo adicionales, para ser publicados oficialmente en el futuro en el portal público Open Portal Server (OPS).

Posterior al primer análisis fue posible realizar preliminarmente una serie de observaciones de la campaña Hielo IV:

O    Se logró un convenio con los investigadores de CReSiS (Centro de Sensoramiento Remoto y Sistemas Integrados de la Universidad de Kansas), iniciando un proyecto que consiste en una plataforma común de procesamientos de datos radar de hielo.

O    Se logró un convenio con instituciones de países como Estados Unidos, Alemania, Dinamarca, Noruega e Inglaterra. Actualmente, los países que pueden hacer mediciones de radar en hielo son escasos.

O    Descripción gráfica de la plataforma Bach. Se logró medir la línea de costa del glaciar, es decir, la zona de transición entre la plataforma (hielo flotante) y la zona del glaciar, donde comienza a apoyarse en roca. Se evidencia una zona con una alta tasa de derretimiento. Esto, junto con la evidencia de un alto derretimiento en la base de la plataforma de hielo, podría provocar una mayor inestabilidad del glaciar Bach.

O    Se lograron medir los espesores máximos en importantes áreas antárticas: 1.640 metros en el glaciar Fleming, 550 metros en la plataforma Larsen C, 410 metros en la plataforma Jorge VI, 420 metros en la plataforma Bach, y 1.130 metros en el glaciar Bach.

O    Se logró graficar grietas de gran tamaño en varias de las plataformas de hielo medidas, en especial en Larsen C (grietas superficiales de 20 metros registradas por el LiDAR, así como múltiples grietas basales, detectadas con el radar).

O    Se logró una alianza con Kenny Matsuoka, el investigador senior del Instituto Polar Noruego y miembro del comité directivo del Rings Ice Sheet Margin (Anillo Hielo Costero) del Comité Científico para la Investigación en la Antártida (SCAR). 

Varias zonas costeras antárticas sufren cambios constantemente por el cambio climático, y muchos de estos sectores carecen de datos de alta resolución. Por eso es fundamental poder hacer mediciones periódicamente para predecir el comportamiento futuro de la zona.

El acuerdo de colaboración planea efectuar el Proyecto Hielo V durante fines del año 2024, comparando los datos obtenidos en un margen menos extenso de tiempo. Algunas de las áreas de interés son la plataforma Rohnne-Filchner al Sureste de la península, la plataforma Larsen C, y repetir las líneas de vuelo de los proyectos anteriores.

El avión naval P-3 Orión es la única aeronave en el país y uno los escasos modelos en el mundo con la capacidad de materializar estas vitales mediciones, que además de contribuir al estudio del cambio climático, tienen el implícito propósito de “chilenizar la Antártica y antartizar Chile”.

Bibliografía

1. Ministerio de Defensa Nacional (2020). Política de Defensa. Obtenido de https://www.defensa.cl/wp-content/uploads/2023/06/POL%C3%8DTICA-DE-DEFENSA-NACIONAL-DE-CHILE-2020.pdf.
2. Diario Oficial (2021). Ley Estatuto Chileno Antártico Nº21.255 del 17 septiembre de 2020. Obtenido de: https://www.bcn.cl/leychile/navegar?i=1149631&f=2021-03-16.
3. 56º Consejo de Política Antártica (2021). Política Antártica Nacional 2021. Ministerio de Relaciones Exteriores. Obtenido de:  https://www.minrel.gob.cl/minrel/site/docs/20190906/20190906113642/3a___texto_politica_antartica_nacional_de_2021__aprobada_16_3_2021.pdf.
4. Consejo de Política Antártica (2021). Plan Estratégico Antártico 2021-2025. Ministerio de Relaciones Exteriores. Obtenido de:
5. https://www.minrel.gob.cl/minrel/site/docs/20190906/20190906113642/5a_plan_estrategico_antartico_2021_2025_aprobado_30_6_2021.pdf.