Los glaciares constituyen el 10% de la superficie total de la Tierra. El 99% de estos vestigios de la Edad de Hielo se observan en medio del clima gélido de los polos extremos de la Antártica y Groenlandia, aunque también están distribuidos en ambientes de altas y bajas latitudes. Los más famosos: Mer de Glace en Francia, Vatnajökull en Islandia, Perito Moreno en Argentina y Grey en Chile.
Según la actualización del Inventario Público de Glaciares, elaborado por la Dirección General de Aguas (DGA) del Ministerio de Obras Públicas, en 2022 se registraron 26.180 glaciares en el país, lo que representa el 2,8% del territorio nacional (excluyendo la Antártica). Se trata de un volumen de hielo estimado en 2.710,7 km3, equivalente en agua a 2.301,5 km3, la gran mayoría concentrada en la zona austral.
Un 13,7% de todos los glaciares hasta ahora registrados en Chile corresponden a glaciares rocosos que, a diferencia de los glaciares blancos, son una mezcla de hielo con una gran cobertura de roca. El inventario de 2022 los registró por primera vez, por lo que se estima que aún hay más sin cuantificar.
“Normalmente los glaciares están cubiertos de nieve y hielo, estos están cubiertos de rocas, entremezclados o cubiertos por detritos (sedimentos de rocas), lo que permite que no se derritan ni tengan ese retroceso tan grande que sí tienen los otros glaciares. Por lo tanto, son grandes reservas de agua dulce”, explica Jaime Ortega, coordinador del área de Minería Digital del Centro de Modelamiento Matemático de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas (FCFM) de la Universidad de Chile y director científico del Centro Regional Copernicus para América Latina y el Caribe.
Juvenal Letelier, físico matemático y académico del Departamento de Ingeniería Civil de la FCFM, advierte que en el futuro “los glaciares blancos van a retroceder, eventualmente van a desaparecer, y van a caer estos glaciares rocosos o cubiertos de detritos que tienen una dinámica diferente y un volumen de agua contenido que no sabemos cuánto es. Estos cuerpos serán las principales fuentes hídricas en la época estival”. De ahí la importancia de estudiarlos y completar el inventario nacional.
Satelital y en terreno
Ante la necesidad de catastrar la totalidad de los glaciares rocosos o cubiertos de detritos, en 2022 estos científicos iniciaron un proyecto Fondef IDeA I+D para generar una herramienta basada en satélites, inteligencia artificial y aprendizaje de máquinas, que detecten estas masas y las diferencie de otros tipos de cuerpos criogénicos.
“El plan piloto inició con dos glaciares ubicados en San José de Maipo, en la Región Metropolitana: el Pirámide y otro sin nombre oficial. Luego avanzará a las regiones de Valparaíso y O'Higgins. Estamos trabajando junto al Centro de Información de Recursos Naturales (Ciren) del Ministerio de Agricultura, la Dirección General de Aguas (DGA), la Subdirección de Geología del Servicio Nacional de Geología y Minería y la empresa de datos geoespaciales Linkapsis”, detalla Ortega.
“Linkapsis, además, nos ha facilitado vuelos de aerofotometría (toma de imágenes de alta resolución desde un avión o helicóptero) para monitorear las zonas. Si bien va a estar todo esto basado en satélites, necesitamos comprobar que lo estamos haciendo bien y para eso son los vuelos con Lidar, una tecnología que, al avanzar, lanza pulsos de láser, con lo que calcula la distancia desde el sensor a la superficie y genera una nube de puntos en alta resolución. Eso permite reconstruir la topografía de la superficie con alta precisión”, añade.
Para garantizar el éxito del proyecto, la indagatoria consideró trabajo en terreno en la alta montaña, donde recorrieron el sector de El Plomo para conocer el lugar, marcar puntos de control GPS y verificar en la zona los datos geológicos y topográficos, fundamentales para tener una validación de lo que están midiendo con satélites. Para ello cuentan con el apoyo del glaciólogo Gino Casassa y el geólogo Felipe Fuentes, del Sernageomin.
“La idea es ver si el movimiento detectado en el glaciar corresponde al desplazamiento medido en terreno. A partir de ese dato, buscaremos inferir si el cuerpo es un glaciar cubierto de detritos, un glaciar rocoso u otro cuerpo criogénico”, explica Letelier.
Audrey Gallaud, geóloga y subgerente de Ciren, precisa que trabajan con imágenes satelitales de libre acceso del satélite Sentinel 1, del programa espacial europeo Copernicus, descargadas desde el CMM. “Superponemos diferentes capas y generamos, por ejemplo, un índice de humedad de suelo que permite destacar las zonas donde hay suelo húmedo, capa de hielo o espejo de agua”, dice.
“Lo innovador de esta investigación es la aplicación del flujo óptico, el cual es un algoritmo de análisis de imágenes para estimar el movimiento horizontal, que no se ha aplicado sobre estos glaciares. Sin embargo, lo más complicado es conseguir que la intensidad de luz sea exacta para ambas imágenes, porque se toman cada seis días, de día o de noche, por ejemplo”, puntualiza Karina De Requeséns, estudiante del Magíster de Recursos y Medio Ambiente Hídrico de la Universidad de Chile.
“El satélite pasa en dos direcciones, ascendente y descendente, y mide cuánto se aleja o acerca la masa de hielo del satélite. Después de sacar la vertical neta, calculado con InSAR (interferometría satelital), comparamos los datos verticales con los puntos GPS del trabajo en terreno y, finalmente, el algoritmo se procesa en el supercomputador (Laboratorio Nacional de Computación de Alto Rendimiento, NLHPC), que crea los mapas de velocidad”, agrega.
En tanto, Catherine Lemun, estudiante del Magíster en Matemática Aplicada de la FCFM, quien trabaja en la implementación de algoritmos de inteligencia artificial, detalla que una parte importante del proyecto consistió en crear una base de datos que considerará las condiciones geográficas y climáticas de Chile. “Por ejemplo, generamos rutinas para el procesamiento de imágenes multiespectrales y de radar (SAR) con diferentes correcciones, tales como de marea e ionosféricas, ya que en este último caso estamos en una zona donde los efectos ionosféricos son casi máximos. Por otro lado, con los modelos de segmentación logramos asignar a cada píxel de la imagen si corresponde o no a la clase glaciar rocosa. Por lo cual, además de detectar potenciales zonas con estos cuerpos criogénicos, podemos dar una aproximación de su extensión y delimitación. Esto es relevante, ya que facilita mucho el trabajo de categorización y posterior inclusión al inventario público de glaciares”, asegura.
¿Cuál será el impacto social? “Si nosotros detectamos cuáles son estos cuerpos criogénicos, en el futuro podremos medir el volumen de agua y eso adicionarlo al balance hídrico nacional, cosa que hoy en día no existe”, sentencia Letelier.
Finalmente, el equipo científico del CMM publicará sus datos en una plataforma online y transferirá la información a las instituciones asociadas para aportar un bien público que colabore con la protección del ecosistema.
