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Cambios climáticos

Tiempo despejado

Ya sea en pronósticos meteorológicos como en el calentamiento global, la FAPESP invierte en las ciencias del clima

CPTEC / INPELa instalación en octubre del radar del Proyecto Lluvia, en São José dos Campos, para estudiar los temporales que duran muchos días y provocan deslizamientosCPTEC / INPE

Mucho antes que el calentamiento global invadiera la agenda de inquietudes del planeta, la FAPESP ya realizaba inversiones de porte en el ámbito de la ciencia del clima. Desde un radar meteorológico instalado en la década de 1970 en el interior paulista para monitorear las lluvias y suministrarles información a los agricultores y a Defensa Civil hasta el Programa FAPESP de Investigación sobre Cambios Climáticos Globales (PFPMCG), que invertirá por lo menos 100 millones de reales hasta 2018, la Fundación ha demostrado su constante preocupación por formar recursos humanos y aumentar la cantidad y calidad del aporte de los investigadores de São Paulo para el avance del conocimiento sobre el tema, y con ello, ayudó al país a ganar espacio en el debate mundial sobre cambios climáticos. “Al patrocinar proyectos de científicos del estado de São Paulo incluso mientras ellos estudian fenómenos en otros estados, tal como es el caso de la Amazonia, la FAPESP ayudó a modelar una comunidad de investigadores que actualmente produce ciencia del clima con categoría internacional”, dice Reynaldo Victoria, profesor del Centro de Energía Nuclear en Agricultura (Cena), del campus Luiz de Queiroz en la Universidad de São Paulo con sede en la localidad de Piracicaba, y coordinador ejecutivo del PFPMCG.

La primera gran inversión de la FAPESP ocurrió en 1974, mediante la instalación de un radar meteorológico en la ciudad de Bauru, en el interior paulista. Instalado en el Instituto de Investigaciones Meteorológicas (Ipmet), que luego sería incorporado a la Universidad Estadual Paulista (Unesp), el aparato se convirtió en el punto de partida de la actual red paulista de radares meteorológicos. En aquella época, los radares disponibles en São Paulo pertenecían a la Aeronáutica y estaban diseñados para monitorear el espacio aéreo.

Propuesto a comienzos de los años 1970 como un proyecto especial de la FAPESP por el entonces director científico Oscar Sala (1922-2010), el Radar Meteorológico de São Paulo (Radasp) tenía un doble objetivo: crear un ámbito capaz de formar recursos humanos en meteorología, utilizando técnicas avanzadas para la época, y ofrecer, con rapidez, pronósticos del tiempo que le permitiesen programarse a la agricultura paulista y monitorear los efectos de las tempestades a Defensa Civil. “El profesor Sala previó la importancia que revestiría la meteorología en el contexto de las ciencias atmosféricas y tomó la iniciativa de proponer un programa piloto, que además de fomentar la investigación, involucraba una transferencia directa de conocimiento a la sociedad y el sector productivo”, dice Roberto Vicente Calheiros, profesor titular de la Unesp e investigador del Ipmet. Una vez que el radar entró en operación, la Radio Eldorado, de São Paulo, comenzó a divulgar información acerca de los pronósticos de precipitaciones obtenidos por el equipamiento.

Un servicio esencial
El radar de Bauru permitió evaluar en tiempo real la ocurrencia de lluvias en el estado y proveer pronósticos inmediatos,  desde algunos minutos hasta horas más tarde. “Se trata de un servicio esencial para la sociedad, como lo es la seguridad pública y el sistema de salud” dice Calheiros. Las investigaciones incorporaron equipos del Departamento de Aguas y Energía Eléctrica (Daee), de la Escuela Politécnica y de la Escuela de Ingeniería de São Carlos (USP) y de la Escuela de Ingeniería de Ilha Solteira (Unesp), resaltando los estudios sobre lluvias estivales y capas atmosféricas. Un dato curioso: el radar instalado en 1974 fue reemplazado en los años 1990 por un equipo más moderno. Recientemente, la Universidad Federal de Alagoas lo trasladó a Maceió, donde el antiguo radar volvió a funcionar.

Los buenos resultados del proyecto propiciaron una segunda etapa. En 1982, comenzó a instalarse el Radasp II, bajo la coordinación de Roberto Vicente Calheiros. Mediante la instalación de un segundo radar, en el embalse del Daee, en Ponte Nova (Minas Gerais), el programa permitió perfeccionar las técnicas de pronóstico meteorológico en el estado, con beneficios, principalmente, para la planificación agrícola. Calheiros desarrolló una técnica de cuantificación de lluvia por radar, presentada en su tesis doctoral y más tarde en un artículo publicado en la revista Journal of Climate and Applied Meteorology. Entre otros trabajos, los experimentos de campo ayudaron a explicar el origen de las intensas lluvias estivales en la ciudad de São Paulo, mediante una investigación coordinada por Maria Assunção Faus da Silva Dias. Más recientemente, una notoria investigación propiciada por los radares es el aporte de la meteoróloga Maria Andrea Lima para la comprensión del desarrollo de las tempestades, donde sus estudios relevan las tempestades hasta cierto punto intentando prever el volumen de lluvias que todavía podrán generar.

En la década de 1990, el apoyo de la FAPESP favoreció la formación de recursos humanos y la creación de infraestructura avanzada de investigación, ayudando a originar liderazgos nacionales en el estudio de los cambios climáticos globales en una instancia en la que el tema cobraba relevancia y repercusión. El climatólogo Carlos Nobre, del Instituto Nacional de Investigaciones Espaciales (Inpe), cita dos ejemplos de esa contribución. El primero fue la inversión, en 1996, en el Laboratorio de Instrumentación Meteorológica (LIM) del Inpe, en la localidad de Cachoeira Paulista, que se convirtió en referencia para los investigadores de ciencias ambientales y meteorológicas en Brasil. El LIM se especializó en la preparación, instalación, prueba y calibración de sensores y medidores ambientales utilizados para investigaciones en diversas áreas del conocimiento. El segundo ejemplo, en 1999, fue la creación de un sistema de datos e informes del Experimento a Gran Escala de la Biosfera-Atmósfera de la Amazonia (LBA), uno de los mayores experimentos científicos del mundo en el campo ambiental: suma 156 proyectos de investigación, desarrollados por 281 instituciones nacionales y extranjeras. “Fue la primera vez que se hizo posible reunir datos de un experimento multidisciplinario. No tengo dudas acerca de que el éxito del programa no habría sido tal sin ese sistema”, dice Carlos Nobre, quien fue el primer coordinador ejecutivo del PFPMCG y actualmente es secretario de Políticas y Programas de Investigación y Desarrollo del Ministerio de Ciencias, Tecnología e Innovación (MCTI). “El éxito fue tan grande que sirvió como inspiración para bancos de datos de otros programas, tales como el Biota-FAPESP y el Programa FAPESP de Cambios Climáticos”, afirma. La FAPESP, según sostiene Nobre, también fue una de las principales fuente de financiación del LBA al patrocinar proyectos de investigación de científicos paulistas vinculados al programa, que fue administrado por el MCTI y coordinado por el Inpe y por el Instituto Nacional de Investigaciones de la Amazonia (Inpa).

IPMETLa incidencia de las lluvias captada por el sistema paulista de radares, en 2009IPMET

Volumen y densidad
Durante los años 2000, la investigación sobre cambios climáticos en Brasil cobró volumen y densidad, generó un conjunto de aportes originales y logró visibilidad internacional. Varios grupos del estado de São Paulo se destacaron en ese esfuerzo, con el apoyo de la FAPESP. Se progresó, por ejemplo, en la determinación del rol de las quemas como factor de perturbación del equilibrio en la atmósfera y en los ecosistemas, mediante proyectos encabezados por figuras tales como Paulo Artaxo, docente del Instituto de Física de la USP, Alberto Setzer y Carla Longo, investigadores del Inpe. “Se avanzó enormemente en ese campo”, observa Carlos Nobre. El modelado de la integración entre la vegetación y el clima también progresó, revelando los riesgos de los cambios climáticos para el mantenimiento de los grandes biomas brasileños, tales como la Amazonia y el Cerrado, bajo el liderazgo de investigadores como Carlos Nobre y Gilvan Sampaio, del Inpe, y Humberto Ribeiro da Rocha, docente del Instituto de Astronomía, Geofísica y Ciencias Atmosféricas (IAG) de la USP. La comprensión de los impactos ambientales en los ciclos biogeoquímicos de la caña de azúcar, fundamentalmente en los sistemas acuáticos, bajo el liderazgo de Luiz Martinelli, de la USP, y el balance detallado de las emisiones de carbono por el uso de biocombustibles, preponderantemente el etanol, con la conducción de Isaias Macedo, de la Unicamp, constituyeron aportes originales liderados por brasileños. En el campo de la oceanografía también hubo avances en la comprensión de la circulación de las corrientes oceánicas del Atlántico, mediante investigaciones llevadas adelante por Paulo Nobre, del Inpe, y Edmo Campos, del Instituto Oceanográfico de la USP, con énfasis en la interacción entre la corriente brasileña y la de las Malvinas.

Con carácter multidisciplinario, el tema de los cambios climáticos involucra a expertos de diversas áreas. Un libro publicado hace tres años por la FAPESP compiló el aporte de la investigación paulista para el conocimiento de los cambios climáticos producida entre 1992 y 2008. La obra reunió información sobre 208 proyectos temáticos y apoyos a la investigación – sendas modalidades de apoyo de la Fundación – y 437 becas, financiadas por la FAPESP. Incluía investigaciones de las áreas de agrarias y veterinaria, arquitectura y urbanismo, biológicas, ingenierías, física, geociencias, humanas y sociales, química y salud.

Esta masa crítica sirvió de fundamento para un gran esfuerzo multidisciplinario volcado a la comprensión de los fenómenos climáticos. En agosto de 2008 se lanzó el Programa FAPESP de Investigación sobre Cambios Climáticos Globales (PFPMCG), que prevé inversiones por 100 millones de reales durante 10 años – o alrededor de 10 millones de reales anuales – para la articulación de estudios básicos y aplicados sobre las causas del calentamiento global y de su incidencia en la vida de la gente. Es probable que los valores resulten mayores, ya que solamente durante los primeros tres años, ya se llevan desembolsados 40 millones de reales. Los proyectos de investigación se hallan vinculados con seis temas distintos. El primero trata del funcionamiento de los ecosistemas, con énfasis en la biodiversidad y en los ciclos del carbono y del nitrógeno. El segundo estudia el balance de la radiación atmosférica, especialmente, estudios sobre los aerosoles, y la modificación del uso de la tierra. El tercero versa acerca de los efectos de los cambios climáticos sobre la agricultura y la ganadería. El cuarto, de la energía y del ciclo de los gases que ocasionan el efecto invernadero. El quinto aborda los impactos en la salud y el sexto, las dimensiones humanas del cambio ambiental global. “Todos los que obtuvimos financiación por parte del LBA sentimos la necesidad de conversar más de cerca e intercambiar experiencias”, afirma Reynaldo Victoria, quien además de coordinar el programa lidera un grupo que analizará el rol de los ríos en los ciclos regionales del carbono.

El PFPMCG dispone de 18 proyectos de investigación y anhela superar el centenar. Próximamente se incorporarán al programa por lo menos dos decenas de proyectos en el marco de convenios establecidos entre la FAPESP y las fundaciones de Apoyo a la Investigación Científica de Río de Janeiro (Faperj) y de Pernambuco (Facepe). Se incorporó al programa la adquisición de un barco oceanográfico, una embarcación que estará lista para su utilización en 2012, y cumplirá un papel fundamental para el programa. “Nos permitirá conocer mucho más acerca de la función del Atlántico Sur en el clima”, dice Victoria.

Modelo climático
Una gran ambición del programa es la creación del primer modelo climático brasileño, un software capaz de realizar sofisticadas simulaciones sobre fenómenos climáticos. Actualmente, para proyectar los efectos de los cambios climáticos, se utilizan herramientas informáticas generales. Para utilizar tal programa de modelado, se adquirió por 50 millones de reales (15 millones de reales provistos por la FAPESP y 35 millones de reales a cargo del MCTI) una supercomputadora capaz de realizar 224 billones de operaciones por segundo. Bautizada con el nombre de Tupã, fue instalada en el Centro de Pronóstico del Tiempo y Estudios Climáticos (CPTEC) del Inpe y a comienzos de 2012 funcionará a pleno. “La creación del CPTEC en la década de 1980 ubicó a la meteorología brasileña en el mismo nivel de los países desarrollados, y la adquisición del ordenador Tupã constituye un esfuerzo por mantenernos competitivos en términos de pronóstico del tiempo y el clima”, dice Osvaldo de Moraes, coordinador general del CPTEC. “Se la utilizará para el trabajo del CPTEC en pronóstico climático, aunque también estará disponible para todos los grupos de investigación del programa FAPESP”. Actualmente la computadora es la 29ª en la lista de las 500 más potentes del planeta. “La compra de ésta nueva máquina no garantiza automáticamente una mejora de los pronósticos. Debemos perfeccionar nuestros modelos para que los mismos resulten más exactos”, afirma Moraes, quien también destaca el apoyo de la Fundación mediante la concesión de becas y subsidios para proyectos de investigación en el CPTEC.

Una de esas iniciativas, con recursos por valor de 1,4 millones de reales concedidos por la FAPESP, es un proyecto temático denominado Proyecto Lluvia, que comenzó en 2009, conducido por Luiz Augusto Machado, investigador del CPTEC. Uno de los objetivos del mismo consiste en incorporar en los modelos de pronóstico meteorológico fenómenos que actualmente no se detectan, pues presentan escalas de tiempo y espacio muy pequeñas. “Un ejemplo de ello son las tormentas de 30 minutos que causan grandes inundaciones, pero no son detectadas por los modelos, pues son demasiado rápidas”, dice Osvaldo de Moraes. “A medida que los modelos aumentan sus resoluciones espaciales, necesitan comenzar a describir los procesos que ocurren en el interior de las nubes, tales como el tamaño de las gotas de lluvia, o la descripción de los innumerables tipos de cristales de hielo que existen en una nube de tormenta”, afirma Luiz Augusto Machado. Para el estudio de dichos fenómenos, los investigadores están utilizando radares y otros equipamientos provenientes del exterior, que se instalan durante un período determinado en las áreas donde ocurren los fenómenos. Estos experimentos ya se llevaron a cabo en Alcântara (Maranhão), Fortaleza (Ceará) y Belém (Pará), y en noviembre y diciembre se realizarán en la zona de Vale do Paraíba. Machado explica que la investigación en Vale do Paraíba cubrirá dos eventos meteorológicos típicos de la región durante esta época del año. El primero de ellos es la tormenta severa, acompañada de intensas lluvias y granizo. El segundo tipo de lluvia es aquella continua, que perdura durante días corridos. Esas lluvias generalmente provocan inundaciones y aludes, tales como los que afectaron a la localidad de São Luís do Paraitinga, en Vale do Paraíba, y Teresópolis (en el estado de Río de Janeiro), durante los últimos tiempos.

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