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Sesenta años de ciencia polar

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El British Antarctic Survey (BAS) ofrece y facilita una investigación interdisciplinar líder en el mundo en las regiones polares. Gracias a su amplia capacidad logística, el BAS facilita el acceso de la comunidad científica británica e internacional a las actividades de investigación polar del Reino Unido. Este año celebra 60 años de éxitos científicos.

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Mientras su nuevo buque de investigación, el RRS Sir David Attenborough, parte hacia la Antártida para una nueva temporada científica, la Directora de Laboratorio, Elaine Fitzcharles, explica lo que supone crear y gestionar un laboratorio flotante de última generación.

El Reino Unido tiene una larga historia de descubrimientos y esfuerzos científicos en la Antártida. El British Antarctic Survey se creó oficialmente en 1962, pero desde entonces ha evolucionado considerablemente en tamaño y alcance. Actualmente opera en Cambridge, la Antártida y el Ártico.

Llevar a cabo una investigación interdisciplinar líder en el mundo en las regiones polares requiere capacidades y conocimientos logísticos amplios y especializados. El BAS emplea a unas 500 personas en funciones científicas, operativas y de apoyo, con experiencia en una amplia gama de disciplinas. Cuenta con cinco estaciones de investigación en la Antártida, incluidas dos en la subantártica Georgia del Sur, además de una estación de investigación en el Ártico financiada por el NERC y gestionada y operada por el BAS. También cuenta con numerosos buques y vehículos, entre ellos el Royal Research Ship - RRS Sir David Attenborough, reforzado contra el hielo, y una flota de aviones y vehículos especialmente adaptados. Su infraestructura de investigación polar sirve a sus propios científicos, así como a otros de la comunidad científica internacional. Mantenerse a la vanguardia de la exploración en estas regiones exige también equipos de investigación de la máxima calidad.

Ciencia en el mar

El RRS Sir David Attenborough es uno de los buques de investigación polar más avanzados del mundo. Este buque de última generación está diseñado para apoyar la investigación científica en entornos extremos. Una amplia gama de instalaciones científicas especializadas, instrumentos y laboratorios permiten estudiar el océano, el fondo marino, el hielo y la atmósfera

Elaine Fitzcharles, Directora de Laboratorio, supervisa el desarrollo y funcionamiento de todas las instalaciones de laboratorio del BAS. Ella y su equipo se encargaron de equipar los laboratorios del nuevo buque. Ahora dirige la gestión del suministro y el buen funcionamiento de los laboratorios a bordo durante las expediciones.

"En términos de instalaciones, el RRS Sir David Attenborough es más una estación de investigación flotante que un buque de investigación", señaló. "Su capacidad es asombrosa. Tenemos a bordo instalaciones que nunca habíamos tenido antes. Y puede salir al mar durante más tiempo que cualquiera de nuestros otros buques, lo que nos abre la posibilidad de ir a zonas en las que nunca antes habíamos estado".

"El buque es una plataforma excelente para lanzar vehículos remotos, como drones, vehículos aéreos no tripulados, submarinos automáticos, etc.", añadió. "Con ellos podemos llegar a zonas más alejadas sin que ello suponga un aumento significativo del consumo de energía, lo cual es clave para nosotros"

La Antártida es uno de los pocos lugares del planeta donde todavía se pueden encontrar algunas cosas naturales que la gente no ha visto nunca.

"Es tremendamente prometedor poder ir a lugares nuevos, poder mirar bajo el hielo y ver lo que hay en el lecho marino", dijo Elaine. "Como bióloga, es realmente emocionante saber que tenemos la capacidad de hacer cosas que nunca habíamos hecho antes con las nuevas instalaciones de a bordo. Nuestros científicos pueden hacer más análisis en el buque. Así, ahora podemos analizar material fresco, en lugar de tener que conservarlo. Y los científicos pueden optimizar la productividad de su tiempo mediante cruceros más largos"

"Equipar el barco ha sido interesante para mí porque antes estaba acostumbrada a trabajar en laboratorios en tierra", comenta. "Hay que entender la terminología relacionada con los barcos, que es totalmente diferente. Y hay normas y reglamentos diferentes que a veces requieren una interpretación experta"

Trabajar sobre las olas

El equipo del laboratorio tuvo que seleccionarse cuidadosamente y fijarse teniendo en cuenta el movimiento del barco. "Una de las mayores consideraciones prácticas que hay que tener en cuenta con cualquier equipo es el movimiento y las vibraciones del barco", explica Elaine. "Como barco, es una plataforma muy estable, pero se mueve"

Hay ciertos equipos que no se pueden utilizar o que resultan muy difíciles de utilizar a bordo de un barco. Cosas como las balanzas no son prácticas porque no hay suficiente estabilidad para ellas. Todo el equipo del laboratorio debe estar sujeto. Y los productos químicos utilizados en la investigación deben mantenerse en su sitio.

"Es una forma diferente de trabajar que requiere mucha preparación", explica Elaine. tenemos que asegurarnos de que los científicos llevan consigo todo lo que necesitan en la expedición"

A través de una profunda reflexión sobre sus necesidades y los retos a los que se enfrentan sus científicos, y los problemas medioambientales que supone trabajar dentro del Tratado Antártico, en particular, BAS ha acumulado experiencia en ciencia sostenible.

"A menudo, otros científicos nos preguntan qué es lo mejor que podemos comprar en material fungible para garantizar la durabilidad y el medio ambiente", explica Elaine. "Hay ciertas cosas que no podemos llevarnos a una expedición. Por ejemplo, el mercurio elemental, que se utiliza en algunos termómetros. Cosas así añaden un nivel de complejidad a la planificación de la ciencia"

"Una de las mayores consideraciones prácticas con cualquier equipo es que hay que tener muy en cuenta el movimiento, así como la vibración del barco"

Diseño de laboratorio compacto

El tamaño y el espacio son especialmente limitados en un buque sin posibilidad de ampliar físicamente las instalaciones. Aunque el RRS Sir David Attenborough es mucho más grande que los anteriores buques de investigación del British Antarctic Survey (RRS Ernest Shackleton y RRS James Clark Ross), su tamaño sigue siendo limitado.

"Teníamos que asegurarnos de aprovechar al máximo el espacio de que disponíamos a bordo durante el desarrollo, así como en el uso cotidiano, por lo que era importante equipar el laboratorio del buque de la forma más compacta posible", explica Elaine. "Además, nos hemos preparado a conciencia para el futuro. Esta nave está diseñada para servir a la ciencia durante los próximos 25-30 años. Así que teníamos que asegurarnos de incluir lo adecuado para su futuro"

Mantenimiento de los equipos de laboratorio en un entorno marino El mantenimiento de los equipos requiere consideraciones adicionales cuando se trabaja en un laboratorio oceánico.

"No se puede llevar un ingeniero al barco cuando está de expedición, por lo que hay que asegurarse de que los científicos de a bordo tengan reservas adecuadas de consumibles, piezas de repuesto y de servicio, así como manuales de mantenimiento completos", explica. "Es esencial contar con un buen apoyo de los proveedores del Reino Unido para cualquier reparación que pueda ser necesaria mientras los científicos están en el mar. La tripulación de nuestro buque está altamente cualificada, por lo que sus conocimientos están disponibles a bordo, pero necesitan el apoyo de los proveedores para saber cómo realizar determinadas reparaciones. Y si una pieza del equipo falla, podrían perder toda una temporada de actividad científica, lo que supone un duro golpe. Necesitan poder confiar en que serán capaces de entregar la ciencia"

"La fiabilidad es clave. Necesitamos proveedores fiables. Necesitamos saber que las cosas funcionarán. Que estarán donde tienen que estar cuando sea necesario. Debemos poder confiar en lo que enviamos a bordo", prosigue. "Al fin y al cabo, somos responsables de proteger la seguridad de las personas, por lo que la fiabilidad en todo es fundamental"

Acceso restringido

El reto más importante para Elaine y su equipo es la necesidad de trabajar a distancia: gestionar la ciencia desde Cambridge, en el Reino Unido, con acceso limitado al buque real.

"Tenemos acceso al buque dos veces al año, cuando está en el Reino Unido", explica Elaine. "Tenemos que asegurarnos de tener todo planeado y preparado para ese acceso. Aparte de eso, también proporcionamos apoyo continuo a la gente del barco y de las estaciones, pero la distancia es un reto. Es lo que lo hace interesante, pero no deja de ser un reto. Y también nos enfrentamos a restricciones meteorológicas, que pueden obligarnos a cambiar nuestros planes en el último momento"

"Además, COVID-19 ha sido un reto particular, en términos de intentar trasladar a la gente de un lado a otro del planeta", añadió. "Todavía estamos experimentando los efectos de la pandemia y tenemos que plantearnos cómo subir y bajar a la gente y mantenerla a salvo de COVID"

Equipos de prueba a bordo

El RRS Sir David Attenborough ha estado realizando ensayos científicos polares para probar las capacidades científicas del buque a lo largo de febrero y marzo.

"El buque ha estado realizando pruebas en aguas polares este año, lo que significa que los científicos de a bordo pondrán a prueba la capacidad del buque para garantizar que disponemos de la mejor plataforma para la ciencia en el futuro"

A bordo del buque hay expertos en oceanografía física y biología pelágica y bentónica profunda, que investigarán la vida en la columna de agua y en el fondo marino, respectivamente. Otros explorarán el "carbono azul", es decir, el carbono capturado en el océano. Otro grupo del buque investigará la influencia de los metales traza, como el hierro, en la biología polar. Además, se recogerán datos oceanográficos durante toda la temporada de investigación antártica, de modo que el BAS pueda ver cómo cambian las corrientes y controlar los cambios de temperatura y salinidad.

"Se trata de ver qué ocurre en la Antártida, porque eso repercute en el resto del mundo", explica Elaine. "Todo está relacionado de alguna manera con el cambio climático, tanto si se trata de vigilar lo que está ocurriendo como de ver cómo han cambiado las cosas o cómo pueden adaptarse"

"Recogeremos muchas muestras: agua de mar, sedimentos del fondo marino e invertebrados del agua. De vez en cuando recogemos algún pez, pero la mayoría son invertebrados marinos. Necesitamos saber qué tenemos para comprender el ecosistema actual", explica Elaine. "También traeremos de las estaciones todo lo que se recoge a lo largo del año: plantas, más sedimentos, material como plumas de aves marinas, muestras de focas, como excrementos, y guano de pingüino. Y, por supuesto, esta vez también hielo"

Conservación de las muestras

Para realizar análisis más complejos, es necesario conservar muchas muestras y llevarlas de vuelta al Reino Unido, o a otros lugares para otras colaboraciones internacionales, para su posterior estudio.

"Tenemos que traer las muestras a -80 °C porque los organismos antárticos están muy adaptados a vivir en el frío. El almacenamiento a -20 °C no desactiva sus enzimas y el material de la muestra se degrada", explica Elaine. "Algunos de los organismos pueden seguir vivos a -20°C (en estado de hibernación). Por eso es vital para nosotros poder conservarlos a -80 °C, sobre todo ahora que se requieren análisis más avanzados"

"Como hemos invertido mucho tiempo y dinero para que la gente recoja estas muestras, tenemos que asegurarnos de que podemos ofrecer las mejores condiciones para traerlas de vuelta al Reino Unido", añadió. "Necesitamos la máxima fiabilidad. Cuando elegimos los congeladores de 80 °C para el laboratorio del barco, buscamos eficiencia energética y compresores dobles para obtener la máxima fiabilidad en el rendimiento, porque si tenemos un problema, estamos limitados en lo que podemos hacer. Así que hemos tenido que equilibrar ambas cosas: la eficiencia energética es clave para nosotros, y el sistema de doble compresor aporta seguridad adicional"

BAS tiene al menos dos décadas de material almacenado en congeladores a -80 °C.

"Creo que el material más antiguo que tenemos tiene unos 20 años", afirma Elaine. "Así que guardamos mucha ciencia Es un registro importante. Refleja el valor de lo que la gente hace en términos de estudios de seguimiento a largo plazo para entender realmente cómo los organismos del Antártico en particular se están viendo afectados por los cambios de temperatura y los cambios en los niveles de CO2, explorar cómo están afectando a su metabolismo, e investigar su genética para tratar de entender el impacto en especies clave, como el Krill."

"El krill es la base fundamental de la cadena alimentaria para todos los depredadores superiores y es un área vital en la que hacemos muchas investigaciones a largo plazo", continuó. "Las muestras deben volver a -80°C, o se degradará. Se degrada en cuanto se saca del congelador. Poder traer material y almacenarlo a -80 °C nos ha permitido hacer ciencia que de otro modo no habríamos podido hacer debido a los organismos con los que trabajamos"

Almacenamiento para obtener el máximo valor científico

El RRS Sir David Attenborough cuenta con ingenieros marinos, gestores de datos y especialistas en informática a bordo, para garantizar que el buque ofrece lo mejor de sí mismo. Y que todo lo que se recoja, desde muestras hasta datos ...., se almacene adecuadamente para que tenga el máximo valor científico.

"Para hacer funcionar algo de esta envergadura, se necesita un equipo completo y diverso que garantice la mejor relación calidad-precio para lo que se está haciendo", afirma Elaine. "Tenemos que asegurarnos de que nos integramos realmente bien con los distintos equipos y con los proveedores, pero es un momento muy, muy emocionante para nosotros ver realmente cómo la nave y el equipo desarrollan todo su potencial"