La tecnología punta aporta a los científicos una mejor comprensión los ecosistemas terrestres, marinos y del universo. Proyectos punteros en Futuris.
ESTUDIANDO LAS PROFUNDIDADES
El mayor proyecto de investigación sobre las ecosistemas de las profundidades del Atlántico se denomina ATLAS. Uno de los navíos participantes en este proyecto ha llegado a Málaga tras un largo periplo por el Atlántico. Su tripulación ha pasado un mes estudiando el océano y sus frágiles ecosistemas.
J. Murray Roberts, profesor de biología marina de la Universidad de Edimburgo y coordinador de ATLAS afirma que “el océano está cambiando de muchas formas: con el tiempo se está volviendo más ácido; se está calentando, como el globo; pero también está variando el flujo de sus corrientes. Tenemos que comprender todo esto mejor.”
Según los científicos se trata de cambios sin precedentes en la historia de la geología. En este proyecto europeo de investigación se realizarán al menos venticinco campañas oceanográficas en el Atlántico Norte para entender mejor qué está ocurriendo.
Covadonga Orejas Saco del Valle, ecologista marina y miembro de “Instituto Español de Oceanografía”: http://www.ieo.es/)) explica que han trabajado en “profundidades hasta las que antes nunca habíamos llegado. Con este vehículo especial tenemos imágenes únicas. Hemos visitado sitios que nunca habíamos visto, que nunca habían visto ojos humanos y esto nos permite conocer la distribución de los organismos, la composición de las comunidades y, cuando cogemos muestras, podemos conocer más de su funcionamiento, qué papel juegan en el ecosistema.”
Este vehículo funciona por control remoto y puede soportar una presión enorme. Gracias a él los científicos han escrutado el fondo marino a dos kilómetros de profundidad para estudiar una montaña submarina cerca de las islas Azores.
El profesor J. Murray Roberts, dice categórico que “no se pueden estudiar las profundidades marinas si no se va hasta allí. El ROV es las manos y los ojos de los investigadores en el fondo marino. Podemos vigilar áreas muy amplias en alta definidión, y extraer, con mucha precaución, muestras de animales que viven allí”.
Las muestras realizadas por su equipo en zonas clave de la biodiversidad marina, contribuirán a entender los lazos genéticos entre los organismos del mar Mediterraneo y los del océano Atlántico.
Joana Boavida, bióloga marina, de IFREMER explica que “es extremadamente importarte entender estos lugares y protegerlos. La información sobre los nexos entre los organismos vivos es absolutamente necesaria para planificar una buena gestion, a nivel europeo, de los recursos genéticos submarinos.”
Los datos de ATLAS contribuirán a enterder mejor cómo reaccionan los océanos al cambio climático y a la explotación industrial de los recursos de las profundidades marinas.
COSECHA DE DATOS
Las nuevas tecnologías permiten asimismo observar la agricultura, para que sea más eficaz y más respetuosa con el medio ambiente, tal y como demuestra el proyecto de investigación de la Unión Europea SIGMA, en Ucrania.
Para ello se emplean drones equipados con cámaras especiales que realizan imágenes en alta resolución de las superficies cultivadas. Están controlados por ordenador, vuelan autónomamente y aportan fotos mucho más detalladas que las de los satélites.
Mykola Lavreniuk, investigador especializado en inteligencia artificial y aprendizaje mecánico del Instituto de Investigación Espacial de la NASU-SSAU))
explica que están “analizando imágenes de los drones sumamente detalladas, de qué se cultiva en cada zona. Podemos establecer un mapa clasificándolas, validando los datos e incluyéndolos en el modelo.”
Los investigadores usan una aplicación especial en sus teléfonos, y cámarás de fotos con gran angular para reunir datos estadísticos sobre los cultivos.
Bohdan Yailymov, investigador especializado en el procesamiento de imágenes realizadas por satélite dice que quieren “saber la situación del la producción, cómo crece, cómo se desarrolla, qué tal va durante el periodo de cultivo, para que dé la mejor cosecha.”
Este equipo del Instituto de Investigación Espacial de Ucrania ha estudiado ya más de cinco mil campos cultivados en ese país. Todas las imágenes se introducen en un programa informático que emplea algoritmos y combina diferentes datos con el fin de elaborar un mapa único de tierras de cultivo.
Nataliia Kussul, directora adjunta del Instituto de Investigación Espacial ucraniano comenta que como tienen “un volumen tremendo de datos de imágenes, tenemos que procesarlas automáticamente. Para ello, desarrollamos modelos, que reproducen las capacidades de reconocimiento del cerebro humano. El sistema reconoce y clasifica automaticamente el tipo de terrenos, su superfice y los principales cultivos.”
El sistema se ha experimentado ya en varios países y varios continentes. Provée datos sobre la producción agrícola en el mundo entero y contribuye a preveer las cosechas y reducir los precios de los alimentos a nivel global.
Sven Gilliams, coordinador del proyecto “SIGMA”: http://www.geoglam-sigma.info explica que “en esas áreas hemos probado distintas técnicas: mapas de cultivos, estadísticas agrícolas, producción monitorizada, así como el impacto medioambiental de ciertos cambios en la agicultura. En base a los resultados hemos obtenido técnicas más fiables que podemos “implementar a escala global”: http://www.geoglam-sigma.info
CARTOGRAFIA DEL ESPACIO
También la tecnología punta abre nuevas perspectivas en el estudio del espacio. “Los radiotelecopios revelan con cada vez más exactitud las zonas más distantes del universo. Cuanto mayor es un telescopio más sensible es. En Cambridge, explica nuestro reportero Denis Loctiev, se está diseñándo uno, a escala transcontinental.”
En la ciudad británica, Futuris visita un terreno con antenas, prototipo de lo que sera el mayor radiotelescopio del mundo. Se construirá en Australia y Suráfrica y para ello se emplearán antenas estacionarias, diseminadas en superficies enormes.
El proyecto se denomina SKA, Square Kilomometre Array
Eloy de Lera Acedo, radio astrónomo por la Universidad de Cambridge comenta que “estos brazos metálicos que parecen como un árbol de Navidad son los que colectan fotones del cielo y los transforman en una corriente eléctrica que se mueve alrededor del brazo de la antena y va hasta la parte superior, que es donde tenemos la electrónica. Aquí en esta caja blanca tenemos la electrónica de bajo ruido: los amplificadores, que recolectan esta corriente eléctrica que ha producido la antena y la amplifican, para poder ser estudiada por nuestros super ordenadores.”
El despliegue en inmensas extensiones de pequeñas antenas combinadas es similar a la construcción de un gigantesto telescopio parabólico, pero con un coste mucho menor.
Jeff Wagg, ciéntifico de la organización SKA asegura que ésta “representa la próxima fase en la evolución de la radioastronomía. El proyecto es construir dos telescopios uno con antenas dipolo de baja frecuencia similares a las que tenemos aquí, en realidad, ciento treinta mil de este tipo y otro, con cerca de doscientas parabólicas de media y alta frecuencia, en Suráfrica.”
Cuando sea totalmente operativo a principios de 2020, el SKA revelará una profusión de nuevos datos sobre los contituyentes atómicos fundamentales del universo y sus inicios.
Jeff Wagg, Cientifico del proyecto SKA no esconde su entusiasmo.
“Imagínese – dice – poder crear una película en tres dimensiones sobre la evolución del gas, y sobre cómo ha ido cambiando en el universo desde aproximadamente mil millones de años después del Bing Bang, hasta la percepción actual de galaxias como la via láctea.”
Constuir el mayor telescopio del mundo supone múltiples desafíos, también en términos de logística. Las ciento treinta mil antenas de la parte del mismo situadas en Australia se han ideado para que sean lo menos costosas posible, fáciles de montar y duraderas.
Eloy de Lera Acedo, radioastrónomo explica que “toda la electrónica que está dentro de la antena tiene que estar protegida contra la arena que se puede introducir en la antena; pero también el diseño de la antena en sí. La parte mecánica del metal de la antena está hecha de tal manera que puede sobrevivir vientos de hasta 160 kilómetros por hora y a las inclemencias del viento en el desierto.”
Los telescopios de SKA en Australia y Suráfrica funcionarán como un único observatorio transcontinental. El procesamiento de las señales de cada antena en tiempo real, requiere una capacidad informática, sin precedentes.
Por su parte, Rosie Bolton, especializada en procesamiento de datos científicos por la Universidad de Cambridge, explica que “basicamente habrá dos ordenadores gigantes, uno en cada complejo SKA. De hecho, serán tan grandes o más que el mayor super ordenador del mundo. La velocidad de transmisión de los datos en el procesador del SKA será mayor que trafico de internet en todo el planeta, asi que estamos creando un sistema colosal,” subraya.
En Dwingeloo, Holanda el radiotelecopio europeo LOFAR nos da una idea de como funcionará el SKA. Este telescopio compuesto de cuarenta mil antenas de baja frecuencia es uno de los mayores del mundo en su género.
Michiel van Haarlem, Jefe de la oficina del SKA en Holanda comenta que “en el área central de LOFAR contamos con venticinco estaciones, desperdigadas por los Países Bajos y otras, internacionales, en Alemania, Polonia, Suecia, Francia y el Reino Unido, y pronto contaremos con otra en Irlanda también.”
Las fibras ópticas conectan el núcleo de LOFAR y las diversas sedes a un procesador central en donde se combinan las diferentes señales para reproducir los mapas celestes.
Michiel van Haarlem, destaca que “las amplias bases de referencia creadas a partir de todas estas estaciones internacionales nos proporcionan una agudeza, una capacidad para ver los detalles precisos del cielo, que no podríamos obtener si todas estas estaciones estuvieran cerca unas de otras.”
Para estudiar un punto específico en el cielo, los investigadores analizan las ondas de radio que cada antena recibe por separado desde esa dirección concreta y las sincronizan computarizándolas, explica
Gijs Schoonderbeek, ingeniero de ASTRON.
El SKA transportará una cantidad increíble de datos a través de innumerables conexiones de fibra óptica. Los aparatos de este tipo cuentan alrededor de mil euros cada uno. Pero los investigadores han diseñado una solución “low cost” que entra en un puerto de conexión USB estándar.
Peter Maat, investigador de sistemas en ASTRON asegura que han “reducido el precio de cada conexión a unos venticinco euros. Es una reducción substancial y este es el tipo de aparato que se obtiene: un módulo pequeño que puede enchufarse y realiza la tarea que queremos que realice.”
Dentro de unos años, el mayor telescopio del mundo se extenderá a lo largo de tres mil kilómetros, y vigilará el cielo diez mil veces más rápido que antes, con una nitidez incomparable, que permitirá a los científicos saber más sobre el universo en el que vivimos.