Programa COPAS Sur-Austral: Síntesis de resultados ( ) de investigación oceanográfica en ecosistemas patagónicos chilenos

Transcripción

1 Programa COPAS Sur-Austral: Síntesis de resultados ( ) de investigación oceanográfica en ecosistemas patagónicos chilenos Antecedentes La Patagonia chilena - una de las regiones de fiordos más extendidas en el mundo - se encuentra en la frontera sureste del Océano Pacífico (41,5 S y 55,9 S), con una superficie de ~ km 2 (Pantoja et al. 2011). Esta región está compuesta por un gran número de islas, penínsulas, fiordos y canales, que en conjunto representan una línea costera de kilómetros (Silva y Palma 2008). La zona se caracteriza por recibir una fuerte entrada de agua dulce de los ríos locales, escorrentía superficial y de los glaciares. La oceanografía de fiordos patagónicos chilenos se caracteriza por la circulación de estuario (Silva et al. 1997, Strub et al. 1998), debido al alto ingreso de agua dulce (Silva et al. 1995, 1998, Dávila et al. 2002, Sobarzo et al. 2009). La Patagonia chilena también se caracteriza por la presencia de cinco grandes Campos de Hielo que se consideran valiosos reservorios de agua dulce de importancia mundial. Sus atributos y características geográficas (archipiélago), climáticas (alta pluviosidad), hidrográficas (aguas prístinas) conforman variados bienes y servicios ambientales que han atraído a distintos grupos de interés: conservación, turismo, pesca, acuicultura, generación de hidroelectricidad, entre otros. Sin duda que la acuicultura particularmente la salmonicultura y la pesca artesanal de recursos bentónicos, demersales y pelágicos, son las actividades económicas más relevantes e influyentes en los ecosistemas de la Patagonia chilena. COPAS Sur-Austral es un programa de investigación oceanográfica del Centro de Investigación Oceanográfica en el Pacífico Sur-Oriental, COPAS, de la Universidad de Concepción, centrado en la Patagonia chilena. Se inicia en 2008 y se focaliza en la región de Aysén dada su importancia estratégica como ecosistema acuático y sistema hidrológico complejo, particularmente vulnerable al cambio climático e influencia antropogénica. El crecimiento de la acuicultura, la actividad pesquera - tanto industrial como artesanal - y las posibles intervenciones relacionadas con el potencial hidroeléctrico de la Patagonia requieren de estudios del más alto nivel científico/técnico para asegurar la sustentabilidad de estas actividades y del ecosistema. El Programa es financiado por CONICYT (Comisión Nacional de Investigación Científica y Tecnológica) a través de su instrumento Programa de Financiamiento Basal para Centros Científicos y Tecnológicos de Excelencia. Además del Centro COPAS, el Programa COPAS Sur-Austral cuenta con la participación activa del Centro de Investigación en Ecosistemas de la Patagonia (CIEP) y el Servicio Hidrográfico y Oceanográfico de la Armada de Chile (SHOA), como instituciones asociadas. Objetivos El Programa COPAS Sur-Austral tiene como objetivo principal contribuir al desarrollo económico, productivo y tecnológico de la zona austral de Chile. Está orientado a (i) generar conocimiento ecosistémico de los fiordos y canales australes para sustentar la toma de decisiones públicas y privadas, (ii) generar productos y servicios con impacto en áreas estratégicas de desarrollo regional (acuicultura, pesquerías, educación, turismo, entre otras), y (iii) la creación de nuevas capacidades técnicas y capital humano. El programa se centra en 3 áreas estratégicas: a) Monitoreo y Modelación Oceanográfica, b) Acuicultura y c) Pesquerías, desarrolladas mediante 4 líneas de investigación: 1) Sistema de 1

2 información oceánica regional; 2) Variabilidad ambiental asociada a alteraciones naturales y antropogénicas de los caudales de agua dulce en la XI Región; 3) Variabilidad ambiental y pesquerías demersales y bentónicas; y 4) Investigación ambiental e innovación biotecnológica para el desarrollo de una acuicultura sustentable. Los objetivos centrales son: Desarrollar capacidades analíticas y predictivas de procesos oceanográficos claves para el desarrollo económico de la zona sur-austral, creando Plataformas Oceanográficas de Observación Continua con tecnología de punta. Generar pronósticos de variables oceanográficas y meteorológicas claves con impacto en la optimización de la conectividad y la operatividad de actividades productivas regionales (navegación, acuicultura, pesquerías y turismo) Evaluar los efectos de las variaciones en el suministro de agua dulce en los ecosistemas marinos de la X y XI Regiones. Evaluar los efectos generados por cambios naturales y/o por alteraciones antropogénicas sobre el ecosistema asociado a pesquerías demersales y bentónicas en zonas geográficas críticas. Desarrollar un modelo predictivo que integre variables oceanográficas con tecnología de detección celular y molecular para identificar organismos planctónicos nocivos para los recursos cultivados en la XI Región. Formar capital humano de excelencia en áreas aplicadas de la oceanografía y potenciar su vinculación con sectores públicos y privados a través de un programa de transferencia tecnológica, capacitación y difusión. Desarrollar un portafolio de productos y servicios tecnológicos relevantes al sector público y privado basados en investigación científica de excelencia, orientado a incrementar su eficiencia y la competitividad. Resultados Durante el período , el Programa COPAS Sur-Austral ha generado diversos resultados que contribuyen al logro de los objetivos comprometidos: En el ámbito de generación y aplicación de conocimiento Modelación numérica de circulación en fiordos: Reloncaví, Aysén y Puyuhuapi. Evaluación ambiental de centros de cultivo de salmónidos en la Región de Aysén. Bases conceptuales, enfoques metodológicos y modelos para estimar capacidad de carga. Sistemas de monitoreo continuo: a) Serie de tiempo de variables oceanográficas en el Canal Puyuhuapi; b) Plataforma de monitoreo ambiental multiparámetro. Diseño de enfoques metodológicos, estrategias y planes de acción para evaluar vulnerabilidad de la pesca y la acuicultura frente al cambio climático. Asesoría técnico-científica a instituciones públicas: diagnóstico de pesquerías locales (Gobierno Regional de Aysén), plataformas de monitoreo continuo (Subsecretaría de Pesca). Modelos operativos para auditar desempeño de modelos de evaluación en pesquerías. Catálogo fotográfico de microalgas del sur de Chile. Análisis de la estacionalidad del fitoplancton nocivo en la Región de Aysén. 2

3 Tablas de marea local para Fiordo Reloncaví, Fiordo Aysén, Canal Puyuhuapi y Tortel, disponibles para la comunidad. Catálogo de fiordos patagónicos (en desarrollo). Aplicación de modelos de redes virtuales complejas para el ecosistema sur-austral. Plataforma interactiva de conocimiento oceanográfico y biológico. En ámbito de generación y aplicación de tecnologías Metodologías de detección de patógenos y plagas en columna de agua y en recursos cultivados. Equipo oceanográfico para muestreo de agua en la capa límite bentónica (BBL= Benthic Boundary Layer). Desarrollo de sistemas de observación oceanográfica. Laboratorio de referencia en bioseguridad marina (en desarrollo) En el ámbito de la generación de publicaciones científicas El conocimiento científico generado por el Centro COPAS durante los últimos cuatro años se concretó en 485 presentaciones en congresos y talleres nacionales e internacionales, de las cuales 168 incluyeron resultados de investigaciones de COPAS Sur-Austral en la Patagonia; 192 publicaciones ISI con un factor promedio de impacto de ca. 2.6 a 765 citas; 8 publicaciones no-isi y 26 capítulos de libros. De las 192 publicaciones ISI, 35 fueron dedicadas completamente a la región de la Patagonia. En este contexto, destaca la trascendencia del volumen especial de la revista científica Continental Shelf Research que en 2011 publicó Fjord Oceanography of the Chilean Patagonia (Oceanografía de Fiordos de la Patagonia Chilena), editado por Silvio Pantoja, José Luis Iriarte y Giovanni Daneri. Este volumen contribuye con conocimiento actualizado sobre el funcionamiento de ecosistemas marinos de la Patagonia, y representa la colección de publicaciones científicas más exhaustiva sobre la oceanografía y geología regional, geoquímica orgánica e inorgánica, distribución y ecología de organismos pelágicos y bentónicos, y cambios pasados en productividad. En el ámbito de interacción, colaboración y apoyo a otros grupos de investigación Las actividades de COPAS Sur-Austral en la Patagonia y la tecnología de punta disponibles han permitido apoyar investigaciones de otros centros o universidades, tales como el Centro de Estudios Avanzados en Zonas Aridas (CEAZA), Pontificia Universidad Católica de Valparaíso, Instituto de Fomento Pesquero (IFOP), Universidad Andrés Bello, Universidad Arturo Prat, Centro de Biotecnología, Departamento de Geofísica e Ingeniería Química de la UdeC. Este apoyo ha fomentado la colaboración multi- e interdisciplinaria con colegas nacionales, incluyendo la presentación de propuestas conjuntas y apoyando el trabajo de los estudiantes. En el ámbito educativo a) Desarrollo e implementación permanente del Austral Summer Institute (ASI) que ha permitido el reforzamiento y actualización de conocimientos oceanográficos por parte de estudiantes, académicos y profesionales del sector público y privado. Desde la creación de este programa en 2001, han participado 699 estudiantes provenientes de Chile y Sudamérica y 132 profesores. La próxima versión de ASI (ASI XIII) se realizará en diciembre de 2012 y enero de Se han programado 6 cursos sobre procesos físicos, químicos y biológicos en el ambiente marino. Además, se realizará un Simposio sobre radiación UV y su impacto en el ambiente marino. 3

4 b) Educación y formación de estudiantes a través de trabajos de tesis de pre y postgrado. Desde 2008, el Centro ha formado 80 estudiantes de pregrado y 42 estudiantes de postgrado, quienes obtuvieron su grado de Doctor (28) o Magister (14). Actualmente existen 44 estudiantes de postgrado que defendieron su proyecto de tesis, y todos están trabajando dentro de los objetivos del Centro. 7 Doctores y 2 Magister focalizaron sus temas de investigación en la Patagonia. c) Investigación de postgrado: 16 postdoctorantes han trabajado en temas de investigación del Centro entre 2008 y 2011, 4 de ellos asociados directamente al Programa COPAS Sur-Austral centrado en la Patagonia. d) Contribución a la enseñanza básica y media, bajo el enfoque de aprender haciendo utilizando el programa de investigación escolar y la divulgación científica del Centro. e) Desarrollo de herramientas educativas: Plataforma Interactiva Oceanográfica y Biológica dirigida a estudiantes de pregrado y Kit Pedagógico para el aprendizaje experimental de educación marina de fiordos para implementar como actividad extra-programática a estudiantes de enseñanza básica y media. f) Conferencia IPMEN 2012 en Chile ( La Red Internacional de Educadores Marinos del Pacífico (IPMEN) realizará en Noviembre de 2012 su cuarto encuentro bienal. Educadores marinos de diferentes países se reunirán en Chile para compartir recursos y avanzar en una red que asegure la sustentabilidad del Pacífico y las comunidades que dependen de él. En el ámbito de la generación de equipamiento e infraestructura Laboratorio de Oceanografía Costera en Tortel, el primero construido en esa localidad en el 2009, con el financiamiento del Programa COPAS Sur-Austral y el apoyo de la Municipalidad de Tortel y del CIEP. Cepario de Microalgas del sur de Chile, colección mantenida acorde a normativas internacionales y que incluye microalgas tóxicas y no tóxicas de canales y fiordos de la Patagonia chilena. Importante como material de referencia en la identificación taxonómica de microalgas marinas, y proporciona material biológico para realizar estudios de sistemática, fisiología y citotoxicidad, con aplicaciones tanto en biología básica como en biotecnología. Laboratorio Alto Baguales, Coyhaique - XI Región, construido en 2010, alberga a investigadores residentes del CIEP, Centro EULA y Programa COPAS Sur-Austral de la Universidad de Concepción. Esta infraestructura cuenta con 4 laboratorios, 9 oficinas y sala de reuniones. Se ubica en Coyhaique, Región de Aysén, en el kilómetro 4,5 del sector Alto Baguales. Edificio de Oceanografía, Campus Universidad de Concepción, construido en 2011, alberga a los científicos del centro COPAS, post-doctorantes, técnicos, administrativos y estudiantes de postgrado. Incluye 40 oficinas y 20 laboratorios, áreas comunes, cámaras de frío para almacenar muestras y para trabajo experimental, sala para refrigeradores y freezers y una sala adicional para equipos compartidos. Todos los laboratorios se encuentran funcionando a plena capacidad. Este Edificio, de m 2 marca un hito significativo en la evolución y consolidación del Centro COPAS en la Universidad de Concepción. 4

5 Boya oceanográfica y meteorológica en el Canal Puyuhuapi ( W y S), ubicada a una profundidad de 188 metros y a 900 metros de la costa. Esta boya registra en forma continua variables oceanográficas mediante un módulo marino que mide cada 1 hora la temperatura, salinidad, oxígeno y ph superficial; y un módulo atmosférico que mide, cada 3 minutos, la temperatura del aire, humedad relativa, presión atmosférica, radiación solar, y magnitud y dirección del viento. Observatorio biogeoquímico para los canales y fiordos de la Patagonia chilena. Plataforma de monitoreo oceanográfico y biogeoquímico Bay LOBO (Satlantic, Canadá) que consiste en una boya oceanográfica equipada con un perfilador acústico de corrientes (ADCP) y sensores para el registro continuo de temperatura, salinidad, oxígeno disuelto, turbidez y fluorescencia (clorofila), concentración de nitrato y materia orgánica coloreada o CDOM. También dispone de estación meteorológica capaz de medir datos de viento, temperatura, humedad relativa, presión atmosférica y precipitación, más un sistema de almacenamiento de datos y antenas duales de transmisión de datos vía red celular o vía satélite a través de la red Iridium. Embarcación para observación oceanográfica de fiordos y canales con base en Canal Baker y Tortel. Esta embarcación será utilizada para el monitoreo oceanográfico en el canal Baker. Está equipada con winche oceanográfico con cable conductor, pedestal y pescante rotatorio, roseta oceanográfica con CTD tiempo real, red de muestreo estratificado de plancton + accesorios (computador portátil dedicado a roseta, winche auxiliar, teléfono satelital). Glider o planeador submarino. Vehículo autónomo que genera mediciones de alta resolución espacial de diferentes variables oceanográficas (temperatura, salinidad, oxígeno disuelto, fluorescencia (clorofila) y turbidez del agua de mar). Dada su autonomía, es posible operar estos vehículos en aguas abiertas desde tierra o a bordo de una embarcación de manera continua por 2 ó 3 semanas, aún cuando las condiciones climáticas no sean apropiadas para la toma de muestras en forma tradicional (por ejemplo, usando CTD desde una embarcación). También puede ser usado para analizar las características hidrológicas, es decir el movimiento, la distribución de propiedades y la calidad del agua de los grandes lagos de Chile austral. Concepción, julio de 2012 Directora del Centro COPAS: Dra. Carina Lange Director del Programa COPAS Sur-Austral: Dr. Silvio Pantoja Coordinadora (contacto): María Angélica Carmona (macarmon@udec.cl) 5