Controlar, monitorear y calibrar han sido tareas recurrentes en la vida profesional de este ingeniero. Su campo de acción laboral, desarrollado en medio de investigadores de primera línea, lo ha llevado a medir desde remolinos de polvo en el desierto, pasando por las propiedades del agua en el Océano Pacífico, hasta las condiciones atmosféricas en la ionósfera, y a desarrollar varios dispositivos electrónicos para fines científicos. Su más grande hazaña fue ser parte de la expedición Atacamex, que el año pasado logró registrar físicamente la profundidad máxima de la fosa de Atacama, un hito mundial.
Por C yntia Font de la Vall P.
Corría 1997 y un joven Víctor Villagrán Orellana se titulaba de la carrera de Ingeniería Civil Electrónica, en la Universidad de Concepción. El campo laboral futuro, largamente analizado por él y por sus compañeros durante sus años de estudio, era promisorio y bastante claro. La meta de todos era trabajar en alguna empresa de telecomunicaciones, o en una industria productiva, donde estarían a cargo de la mantención de los equipos o de la adaptación de los sistemas de control existentes.
Sin embargo, tal como se decía en un conocido programa de televisión: “Nada hacía presagiar” que el futuro de Víctor Villagrán giraría en 180 grados para seguir una ruta absolutamente distinta, inexplorada por sus colegas, y muy rupturista: el monitoreo y medición de distintas variables para fines científicos.
Todo comenzó con su decisión de, apenas terminado su pregrado, cursar el Magíster en Ciencias de la Ingeniería, un programa especializado en Sintonización de controladores PID multivariables y controladores difusos mediante aprendizaje iterativo. ¿Confuso? Para cualquiera no entendido en estas materias, muchísimo. No obstante, a este singular ingeniero los nuevos conocimientos adquiridos le abrieron la puerta al mundo de la indagación científica, permitiéndole vislumbrar la posibilidad de trabajar con investigadores de distintos ámbitos, desarrollando nueva tecnología e, incluso, generando sus propios proyectos.
“La génesis de este camino profesional se dio de manera completamente azarosa. Mientras estudiaba nunca imaginé que éste iba a ser el rumbo que iba a tomar, pues no creí que un ingeniero pudiera desenvolverse, por ejemplo, en el área de la Geofísica… pero cuando se me presentó la oportunidad, no lo dudé, porque las tremendas posibilidades que esta área implicaba de inmediato me cautivaron”, reconoce.
Lanzarse a la aventura
Detalla que, incluso al momento de elegir el Magíster, aún no tenía definido su futuro. Sólo sabía que quería alcanzar una buena formación, y adquirir herramientas que le permitieran seguir creciendo profesionalmente y perfeccionándose en ámbitos ojalá alejados de la industria. “Si me iba a una empresa sabía que me correspondería encargarme de mantener la operación de un sistema, porque allí lo importante es producir. El pensamiento imperante es: si funciona, ¿para qué lo vamos a cambiar? (ríe). Ahí no había innovación, que era lo que a mí me resultaba atractivo”.
Fue así que tras cursar el Magíster, un profesor le contó que en el Instituto de Oceanografía UdeC de ese entonces, el PROFC, se requería incorporar nueva tecnología, mucha de la cual era de base electrónica.
La descripción que le hizo el profesor de esta nueva área del quehacer ingenieril fue tan interesante que decidió intentarlo. No sólo implicaba investigación aplicada y la creación de nuevos dispositivos electrónicos, sino que además le permitiría estar constantemente en terreno, estudiando distintos parámetros y variables. “Me pareció un nicho de desarrollo profesional tan novedoso que, inmediatamente, enganché, y me lancé a la aventura”.
Llevaba unos meses en esta labor cuando le ofrecieron una pasantía en el Danish Center of Earth System Science de Copenhague, Dinamarca, hasta donde llegó a trabajar en el desarrollo de interfaces de control para perfiladores submarinos.
A esta experiencia en el extranjero se sumaron, entre 2001 y 2009, otras cuatro pasantías. Todas en Estados Unidos, en las ciudades de California y Massachusetts, orientadas a desarrollar sus conocimientos en creación y operación de dispositivos de medición oceanográfica.
Medir, controlar, monitorear
Con el paso de los años, el PROFC, que se había creado para estudiar el cambio climático desde el punto de vista biológico y físico, mutó hasta transformarse en un instituto Iniciativa Científica Milenio (ICM). Así, con sede en la Universidad de Concepción, el Instituto Milenio de Oceanografía (IMO) es uno de los ocho grandes centros de investigación ICM del país abocados a investigación de frontera en el ámbito de las Ciencias Naturales y Ciencias Exactas.
El IMO es liderado por el Dr. Osvaldo Ulloa y, desde hace un par de años, Víctor Villagrán es su Director de Desarrollo y Transferencia Tecnológica, cargo en virtud del cual le ha correspondido ser parte de múltiples investigaciones científicas.
Además, desde 2007, el ingeniero está contratado por el Departamento de Geofísica de la UdeC, como Jefe de su Laboratorio, donde trabaja desarrollando instrumentos para la medición de distintas variables, tanto para los proyectos de los investigadores de esa unidad académica como para las necesidades de la experimentación local. Allí, también es docente, y dicta la cátedra de Instrumentación a alumnos de la carrera de Geofísica.
Pero más allá de este impresionante currículum, a lo largo de los años Víctor se ha convertido en un verdadero experto en las tareas de controlar, medir, monitorear y calibrar. Los datos, la instrumentación electrónica y las interfaces son lo suyo.
Al preguntarle sobre la importancia de medir, rápidamente responde que es la única manera de obtener datos objetivos sobre cualquier materia. “Medir surge como una necesidad, posibilita saber con certeza, más allá de la percepción humana, que es subjetiva, las propiedades de una determinada cosa. Y sirve para todo, desde saber si le están vendiendo realmente un kilo de pan hasta constatar si la temperatura del mar ha subido”.
Durante su carrera profesional ha medido infinidad de cosas: las propiedades de los remolinos de polvo en el desierto de Atacama, el chorro costero en el golfo de Arauco, el viento puelche en Los Ángeles, las propiedades del agua en la Laguna Chica de San Pedro de la Paz, y la presencia de óxido nitroso en las aguas entre Puerto Montt y Punta Arenas. Incluso, envió cohetes a la ionósfera para monitorear las condiciones atmosféricas.
Pero también ha salido fuera de Chile a medir. Fue así que se embarcó por más de un mes en un crucero científico japonés que era parte de un programa mundial de monitoreo de los océanos. “En ese entonces yo era parte del PROFC como ingeniero de desarrollo, y durante un año había estado construyendo el SIMON, un equipo que mide la presencia de óxido nitroso en el mar superficial. Me sumé a un tramo del recorrido de ese buque, entre Tahiti e Isla de Pascua, ayudando en la medición con instrumentos de variables que habitualmente se estudian en oceanografía física y biológica, como temperatura, grado de salinidad, turbidez, presión. Además, como estaban estudiando un fenómeno global, también monitoreamos la acidez del agua y los gases disueltos en ella, como el CO2 y el óxido nitroso. Fue allí que pude estrenar a SIMON”, cuenta con orgullo.
Instrumentación “made in Concepción”
Y razones para sentirse orgulloso tiene de sobra, pues a lo largo de su carrera, y al alero del Laboratorio de Geofísica UdeC, Víctor Villagrán ha construido al menos seis equipos orientados a resolver problemas específicos del estudio oceanográfico, prototipos en los que ha diseñado y desarrollado tanto el hardware como el software.
Así, entre otros, a SIMON se suman el AULOX, un instrumento usado en los laboratorios para medir el oxígeno en muestras de agua; el SI-MAS, un completo sistema de monitoreo georreferenciado de parámetros oceanográficos, que permite controlar las variables en el mar cada dos segundos; el MATBOY, modelo de monitoreo de datos atmosféricos y oceánicos, posado en una balsa, cuyos datos son transmitidos en tiempo real mediante un enlace de radiofrecuencia, y el SAMY, un vehículo submarino que incluye múltiples sensores, y que puede llegar hasta los 200 metros de profundidad.
“En el Laboratorio de Geofísica gran parte de mi trabajo es desarrollar nuevos sistemas de observación, usando componentes de gran tecnología, muchas veces en conjunto con otros profesionales, sobre todo del área mecánica. En el IMO, en cambio, yo no desarrollo nada directamente, sino que trabajo con otras personas, investigadores, estudiantes y tesistas, que diseñan equipos bajo mis indicaciones. Asimismo, también he postulado a recursos por mi cuenta, buscando desarrollar dispositivos para proyectos propios”, detalla Víctor.
Si bien todo este desarrollo tecnológico “made in Concepción”, como Víctor comenta, representa grandes avances para la innovación en la zona, el mayor hito de su trayectoria, dado el realce mundial que alcanzó, fue haber participado de la expedición Atacamex, que logró medir físicamente la mayor profundidad de la Fosa de Atacama.
El Hades submarino
Hoy, científicos e investigadores recorren con gran facilidad el mundo entero, estudiando a fondo cada territorio del globo. Han analizado en detalle el espacio aéreo, la ionósfera y conocen sus características. Incluso, se han aventurado a realizar viajes espaciales y hasta han llegado a la Luna. Sin embargo, aún hay un inmenso horizonte inexplorado bajo el mar, al que no han podido acceder.
Este verdadero inframundo, similar a lo descrito por los griegos como morada del dios de la Muerte, un reino neblinoso y sombrío, es el fondo del mar, la zona hadal. Es esta última frontera, cuya máxima expresión son las fosas marinas, las que los oceanógrafos luchan hace décadas por conquistar, pues su difícil acceso no permite estudiarlas a cabalidad.
La de Atacama se ubica entre las 10 fosas más profundas del mundo, extendiéndose a lo largo de más de 5.000 kilómetros frente a las costas de Chile y Perú, y ubicándose a unos 100 kilómetros del litoral.
Anterior a la expedición Atacamex sólo se registra una similar en 1997, a cargo de científicos italianos y chilenos, y financiada con fondos del país europeo. Con sus equipos, los que fueron lanzados con cuerda al abismo oceánico, registraron una profundidad máxima de 7.763 metros, aunque la literatura científica señala que los sonares han logrado captar simas oceánicas de hasta 8.065 metros.
Tuvieron que pasar más de 20 años para que una nueva expedición se aventurara a estudiar la fosa de Atacama. Esta vez, a bordo del buque AGS-61 Cabo de Hornos, operado por la Armada de Chile, 24 investigadores zarparon el 26 de enero de 2018 desde Valparaíso con rumbo al norte del país. Víctor iba con ellos.
El equipo de esta expedición, financiada por la Iniciativa Científica Milenio, Conicyt (a través del Concurso Nacional de Asignación de Tiempo del AGS-61) y particulares, estaba conformado por investigadores nacionales de varias instituciones, agrupados en el Instituto Milenio de Oceanografía, además de los marinos pertenecientes a la dotación del barco.
La misión de Atacamex era clara: alcanzar físicamente una profundidad inédita hasta ahora, es decir, superior a los 8.065 metros. Esperaban lograr este objetivo por medio de un vehículo submarino autónomo, no tripulado y de caída libre, un lander, similar a las cápsulas espaciales usadas para posarse en la Luna.
Este equipo, de avanzada tecnología, fue elaborado en Estados Unidos por el equipo liderado por el ingeniero oceánico Kevin Hardy, con más de 40 años de experiencia en la construcción de equipamiento para la exploración del océano. De hecho, es también el creador del lander en el que el director cinematográfico James Cameron descendió a las profundidades de la fosa Las Marianas en 2012.
Ir donde nadie ha llegado
Víctor detalla que su papel en esta expedición comenzó un par de años antes, investigando para hallar la tecnología y equipamiento más adecuados para este proyecto, los que encontró en Estados Unidos. “Este tipo de equipos es tan específico que se construye casi a pedido. Así es que nos pusimos en contacto con el grupo de ingenieros de la firma que podía confeccionarlo y comenzaron a construirlo. Se demoró más de un año en llegar y costó miles de dólares. Cuando arribó a Concepción, trabajamos contra el tiempo para, en un mes, ponerlo a punto. Yo colaboré, junto a los ingenieros norteamericanos, haciendo las últimas adaptaciones y habilitando el equipo para usarlo”, cuenta.
Por tratarse de un equipo tan específico, “que no viene con un manual de instrucciones, como cualquier otro aparato más comercial”, dice Víctor, él, junto a un fuerte equipo técnico del IMO y los fabricantes, entre los que se contaba el propio Kevin Hardy, también se embarcaron en el buque de la Armada.
Así, a mitad del verano del año pasado, mientras la mayor parte de los chilenos disfrutaba de sus vacaciones, el equipo de investigadores a bordo del Cabo de Hornos registraba un hito científico que revolucionaría el mundo de la oceanografía.
Lo habían logrado. Tras lanzar tres veces el lander, denominado Audacia, nombre que hace honor a la osadía de desafiar las mediciones anteriores de la fosa de Atacama, habían conseguido registrar su máxima profundidad a 90 kilómetros al oeste de Antofagasta: 8.081 metros.
Víctor detalla que el Audacia constaba de una estructura elaborada en plexiglás, un material similar al plástico, apropiado para soportar la alta presión a tanta profundidad, y de mayor flotabilidad que, por ejemplo, una estructura de acero. Dentro de ella, se ubicaron dos esferas de vidrio, de aproximadamente 45 centímetros de diámetro que llevaban en su interior el procesador principal y las baterías. “La forma geométrica de la esfera permite una mejor distribución de la presión hidrostática. Y se usó como material el vidrio ya que debido a su alta dureza tiene una mayor capacidad para resistir la compresión”.
El Audacia, que poseía una cámara de alta resolución, focos led y un brazo robótico, fue lanzado en tres oportunidades al mar donde, gracias a un lastre, cayó hasta posarse en el fondo marino. Cada una de estas veces volvió a subir gracias a una orden acústica emanada desde un hidrófono en la superficie. “Siempre estuvo la posibilidad de que algo fallara, que la onda acústica no llegara y el aparato no subiera. Si eso hubiera pasado, existía un ‘plan B’, que consistía en un timer que permitiría que, pasado el plazo previsto para que ascendiera, el lander soltara el lastre y, por flotabilidad positiva, volviera a emerger”.
Cada vez, en su ascenso el lander iba recogiendo muestras de agua, a la vez que distintos instrumentos medían sus propiedades físicas. Y mientras estuvo posado en la sima oceánica captó imágenes y videos inéditos del fondo marino, a la vez que recolectó algunos organismos presentes a esa profundidad.
Víctor cuenta que en las horas previas a que ascendiera por tercera vez el Audacia a la superficie el nerviosismo se podía palpar en la tripulación. “Estaban expectantes, se podía sentir la tensión. Pero cuando emergió, y se pudieron revisar los datos, y constatar que había llegado a una profundidad inédita hasta ahora, todos estaban felices, se reían y muchos se abrazaban”.
Enfatiza que el llegar a donde nadie había ido antes es una hazaña científica nacional que a todos debiera llenar de orgullo. Aunque, aclara, éste es sólo el primer paso. “Fue como poner la bandera chilena en ese lugar. Queríamos medir la profundidad máxima de la fosa de Atacama, y lo logramos. Ahora, se abre la puerta a nuevas investigaciones en esa zona. De hecho, de aquí a cinco años, tiempo por el que se aprobó recientemente el financiamiento del Gobierno para el Instituto Milenio de Oceanografía, lo que se viene es estudiar a fondo las características de esta fosa, los organismos que viven ahí y las condiciones existentes a esa profundidad. Esto recién comienza”, puntualiza.