CAMPO DE APLICACIÓN

La presente invención se relaciona con un sistema para protección de glaciares blancos, templados y politermales, y el procedimiento de instalación asociado, a fin de evitar u disminuir su derretimiento.

ANTECEDENTES

Los glaciares, fundamentales para nuestra vida, biodiversidad y desarrollo económico pues constituyen reservas de agua dulce, se encuentran sometidos a un proceso mundial de debilitamiento, por causa de diversos factores, entre ellos, el cambio climático. Se trata de grandes masas de nieve, hielo recristalizado y pedazos de rocas que se acumulan en grandes cantidades. Los glaciares pueden fluir cuesta abajo o a lo ancho debido a su propio peso hasta desembocar en sistemas hídricos. El hielo se comporta como un sólido quebradizo hasta que su acumulación alcanza los 50 metros de espesor. Una vez sobrepasado este límite, el hielo se comporta como un material plástico y empieza a fluir.

La mayoría de los glaciares han perdido en las últimas décadas tanto masa como superficie. Las cordilleras de latitudes medias, tales como los Alpes y los Andes del Sur, están sufriendo algunas de las pérdidas proporcionalmente más importantes.

Existe consenso internacional de que el impacto sobre estas masas de hielo obedece tanto a razones naturales como antrópicas. Dado su relevancia, diversos países han ido desarrollando políticas públicas destinadas a asegurar que los glaciares sigan su condición y balance natural, impidiendo que su dinámica sea acelerada. Para ello, se han ido imponiendo condiciones a los proyectos de inversión que directa o indirectamente puedan afectar la permanencia o la persistencia de los Glaciares.

Los glaciares son sensibles "tanto a cambios en las condiciones naturales, principalmente las climáticas, como a los efectos derivados de la actividad humana, como las acciones que implican vibraciones (explosiones, tráfico y trabajo de maquinaria pesada en sus inmediaciones), y a la recepción de nubes de polvo u otros materiales generadas tanto por procesos naturales (erupciones volcánicas) como antrópicos (tronaduras en áreas mineras o para la construcción de caminos)" (Francisco Ferrando. Universidad de Chile. http://www.uchile.cl/noticias/51318/fusion-de-glaciares-proy ecta-problemas- mundiales-por-falta-de-agua).

Diversas iniciativas buscan preservar la condición actual de los glaciares, tanto a nivel global, con políticas que reduzcan las emisiones de gases efecto invernadero, como también a nivel local, con medidas de protección y de evaluación de impacto ambiental de otros proyectos que pudiesen afectar el llamado "ambiente glacial".

Pese a que el retroceso de glaciares es prácticamente un problema mundial, hay sectores más afectados en los cuales este fenómeno es más rápido. Se trata de aquellos sectores donde abundan los glaciares templados y politermales. Estos abundan en ciertos sectores de Europa y América del Sur, razón por la cual existe mayor preocupación en estas zonas geográficas por proteger y eventualmente recuperar los glaciares existentes. Para prevenir este debilitamiento de los glaciares, se han desarrollado diversas experiencias internacionales con iniciativas de protección de hielos mediante coberturas, pero más bien orientado a proteger canchas de ski en centros invernales europeos. En ellos se concluyó que la cobertura es el único método que tuvo un impacto positivo en balance de masa. La reducción de ablación natural alcanzó aproximadamente a un 60% usando las coberturas. Cabe destacar que en los años en que se analizó un sistema de coberturas, no ocurrió ablación de hielo, y 60 cm de nieve del invierno fueron guardados.

En el centro invernal Stubaier Gletscher, en Austria, y con la asistencia técnica de la Universidad de Innsbruck, se han instalado capas de geotextiles, que luego unen formando un gran pliego, poniendo sacos de arena en los extremos. De este modo, cubren cerca de 10 hectáreas de un glaciar. Estas capas se han venido instalando desde el año 2003, durante el periodo que media entre la primavera y el otoño. De acuerdo a la glacióloga de dicha universidad Andrea Fischer, es posible reducir en un 70% la ablación del glaciar, y se conserva hasta 10 metros de nieve, cada año.

Estos auspiciosos resultados han dado pie para proyectos más ambiciosos, como el que describió la revista Popular Science, que consiste en instalar en los Alpes suizos un sistema de cobertura ("blankets") del tamaño de canchas de fútbol. Esto ha sido implementado en forma exitosa por diversos centros de ski, para ampliar su temporada invernal. Incluso se nombra a la compañía textil local Fritz Landolt como la que ha suministrado el geotextil a estos centros de ski, utilizando un material firme, pero liviano al mismo tiempo, compuesto por poliester en la superficie, para reflejar los rayos ultravioleta, y propileno en la parte baja, utilizando un polímero que se utiliza en ropa militar y de montaña, para bloquear el calor. Se menciona que la capacidad para evitar el derretimiento de la nieve alcanzaría hasta un 80%, de acuerdo a la experiencia realizada en el glaciar Vorab, donde se ubica el centro de ski más importante de Suiza, donde se instaló este geotextil sobre una superficie de 300,000 pies cuadrados.

Dentro del ámbito de las solicitudes de patente, existe una serie de documentos del estado del arte que han intentado solucionar esta problemática.

El documento WO201 1 135394 describe un proceso, para la preservación y recuperación de glaciares de montaña, que propone aumentar el albedo de las superficie rocosas desprotegidas de nieve y de las otras áreas potenciales de retención de calor mediante pintura blanca; y/o la instalación de hielo seco o nieve artificial; de una membrana plástica blanca; y/o de un material plástico reflectante.

Por otro lado, el documento CN201715814 se refiere a un dispositivo de aplicación de un barra caliente para retardar la fusión de los glaciares. La barra caliente consiste en una sección de la evaporación y una sección de condensación. La sección de evaporación de la barra caliente se inserta y se entierra en la capa de hielo, conformando una unidad integral. La sección de condensación de la barra caliente está provista de aletas radiales. El dispositivo pertenece a una tecnología de congelación activa que puede resolver el problema de fusión glaciar a través de un método mecánico sin necesidad de alimentación externa. El dispositivo puede ser iniciado solamente por la diferencia de temperatura entre la capa de hielo y el medio ambiente sin necesidad de energía adicional, representado una operación conveniente, un rápido efecto y una larga duración. Otra solución de este tipo es planteada por el documento US8851 144, el cual se refiere un sistema de paneles modulares para la protección de una estructura, que comprende: al menos un marco preformado o doblado; al menos una cubierta en el marco es admisible, en donde la cubierta está hecho de tela de cortina y es elástica y en forma de bolsillo, de manera que la cubierta tiene al menos una primera capa, al menos una segunda capa, una pluralidad de lados cerrados uniendo la primera capa y la segunda capa, y al menos un lado abierto, de tal manera que la cubierta se puede tirar en el bastidor a través del lado abierto para formar un panel modular de auto-tensado; y al menos un conjunto de placa de conexión, cada conjunto de placa de conexión comprende dos placas de conexión y una pluralidad de elementos de sujeción, de tal manera que un conjunto de placas de conexión puede ser utilizado para unir dos o más paneles modulares en una unidad mayor intercalando una esquina de cada uno de los dos o paneles más modulares entre dos parejas de conexión y unión de las placas de conexión junto con los elementos de fijación. Una de las aplicaciones de estos paneles es la instalación en áreas de hielo para impedir o disminuir su derretimiento.

En cuarto lugar, el documento CN201034404 describe un sistema para protección de glaciares de montaña. El sistema de protección de glaciares comprende principalmente una barra caliente, una placa de protección de sombra y una máquina de aire frío.

En quinto lugar, el documento CN101382370 describe una tecnología para la prevención y control de la fusión del hielo del Ártico y los glaciares continentales mediante el uso de la energía solar y la energía eólica. En sexto lugar, la tecnología referida en la solicitud US2012024971 se relaciona con sistemas, materiales y métodos para la modificación del medio ambiente utilizando materiales de control climático. Estos materiales de control de clima pueden ser aplicados a nivel local y pueden tener diferentes propiedades que permitan alterar la luminosidad local incidente y/o la tasa de evaporación de la zona a proteger, y por lo tanto afectar el medio ambiente local. Los materiales de control climático también pueden ser reversibles y pueden ser desplegados en diferentes maneras. Una de las aplicaciones es la cobertura de glaciares, permitiendo estabilizar su temperatura, disminuyendo de esta forma el derretimiento del hielo.

Finalmente, la BBC News divulgó en mayo de 2005 (http://news.bbc.co.Uk/2/hi/europe/4533945.stm) el uso de una capa protectora, similar a la descrita en el documento anterior, para proteger ciertas áreas de glaciares. Se describe básicamente la implementación de un material dispuesto en la superficie para disminuir el derretimiento del hielo producto de las condiciones ambientales.

Estas soluciones no han demostrado ser eficientes para disminuir el derretimiento de los glaciares. En especial, las soluciones descritas intervienen de manera importante sobre los glaciares, generando también un impacto sobre su superficie.

SOLUCIÓN TÉCNICA

La presente invención se relaciona con un sistema de protección sobre la zona de ablación de un glaciar y el procedimiento de instalación asociado, a fin de reducir o ralentizar la pérdida de hielo, retrasar el debilitamiento del glaciar, y contribuir de esta manera a conservar esta fuente hídrica. Dado que el glaciar se comporta como una masa, la protección de la zona de ablación permite proteger también al resto del glaciar, lo que permite focalizar los esfuerzos.

La invención comprende instalación de "cortinas", denominadas "glacier coolers", removibles, las cuales son instaladas preferentemente durante los meses de verano, con el objetivo de proteger la zona de ablación de un glaciar, y son removidas durante el invierno, para permitir que durante ese tiempo se incremente la cobertura de hielo y nieve.

Durante el invierno un glaciar recibe precipitaciones nivales, tanto en su zona de acumulación como en su zona de ablación. Las cortinas protegen al glaciar en las épocas de primavera y verano, cuando se incrementan las temperaturas. Dado que el deterioro es mayor en la zona baja, o de ablación, el glaciar avanza para compensar la masa de hielo y nieve perdida, hasta restablecer una situación de equilibrio.

De esta manera, la instalación de "glacier coolers" sobre las zonas más bajas, permiten evitar este proceso de derretimiento de nieve, protección de la capa de hielo, y así evitar el retroceso del glaciar, e incluso, idealmente, su fortalecimiento.

La invención es preferentemente aplicable en "Glaciares Blancos", es decir aquellos cubiertos por hielo y nieve, y no por roca, del tipo "Glaciares Templados": aquellos cuya masa se encuentra a temperatura de fusión de hielo y que varía según la presión a que está sometida (dependiendo del espesor de hielo, su densidad y la aceleración de gravedad a la que está expuesta), como también del tipo "Glaciares Politermales", que son aquellos que se encuentran en una situación intermedia entre los Glaciares templados y los Fríos.

Para disponer los "glacier coolers" se suministra una estructura modular como parte del sistema, que permite soportar dichas cortinas, y a su vez, están diseñadas para su rápida instalación y desmontaje cuando corresponda.

El efecto buscado es el que se denomina "glacier tables", vale decir, la conservación del hielo por la vía de evitar la radiación solar, de manera similar a los glaciares de roca o aquellos en los que ciertas rocas depositadas sobre el hielo provocan una menor ablación del hielo.

Adicionalmente, numerosos estudios demuestran que, además de la radiación solar, las altas temperaturas y la falta de precipitaciones nivales, los glaciares también se ven afectados por la deposición de polvo sobre el hielo.

Por ello, la presente invención también permite evitar este fenómeno, por la vía de evitar la deposición de polvo, que contamina y acelera el retroceso del glaciar, especialmente relevante en zonas donde se realizan faenas mineras, donde existe un impacto negativo en la deposición de polvo sobre la capa superficial del glaciar.

En particular, la solución planteada por el documento WO201 1 135394 es diferente a la presente invención, pues no describe la protección directa sobre la superficie de los glaciares, independiente de las fuentes externas que puedan reflejar calor, concluimos que el presente documento no anticipa la invención.

Al respecto, cabe señalar que, la estructura descrita por el documento US8851 144 también podría ser utilizada para proteger glaciares, como lo indica el mismo documento, pero no se especifica particularmente como sería su instalación sobre esta. Además, no se entrega mayor información sobre la tela, y su configuración de la estructura es distinta, pues la estructura va inserta en la tela, el sistema de montaje es distinto, no se mencionan áreas de focalización, y tampoco se cumple con la condición de que esta estructura soporte los vientos habituales de las zonas periglaciales, por lo que dicha solución es diferente a la de la presente invención.

Respecto al documento US2012024971 , cabe señalar que si bien hay una forma similar de enfrentar el problema de debilitamiento de los glaciares, las diferencias son totales en cuanto a la estrategia de focalización de los esfuerzos, los mecanismos de sujeción de las estructuras, y las características de los materiales, por lo que tampoco resuelve el problema de la misma forma como lo hace la presente invención.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

La figura 1 consiste en una vista de una unidad modular del sistema de protección de glaciares, de acuerdo a una primera modalidad de la invención.

La figura 2 consiste en una vista de una unidad modular y el geotextil con su porción saliente, como parte del sistema de protección de glaciares, de acuerdo a una primera modalidad de la invención.

La figura 3 consiste en una vista del sistema de protección de glaciares, de acuerdo a una primera modalidad de la invención.

La figura 4 consiste en una vista de un conector de la unidad del sistema de protección de glaciares, de acuerdo a una primera modalidad de la invención.

La figura 5 consiste en una vista del medio de anclaje a la superficie del sistema de protección de glaciares, de acuerdo a una primera modalidad de la invención La figura 6a consiste en una vista superior de una unidad modular con su respectivo geotextil, y el detalle de las aberturas de anclaje y perforaciones, de acuerdo a una primera modalidad de la invención

La figura 6b consiste en un detalle del geotextil, con una abertura de anclaje y medios de sujeción, de acuerdo a una primera modalidad de la invención

La figura 7a consiste en una vista del montaje de una primera unidad modular de acuerdo a una primera modalidad de la invención.

La figura 7b consiste en una vista de una primera etapa del montaje de una segunda unidad modular de acuerdo a una modalidad de la invención.

La figura 7c consiste en una vista de una segunda etapa del montaje de una segunda unidad modular de acuerdo a una primera modalidad de la invención.

La figura 7d consiste en una vista del montaje de una tercera unidad modular de acuerdo a una primera modalidad de la invención.

La figura 7e consiste en una vista de una primera etapa del montaje de una cuarta unidad modular de acuerdo a una primera modalidad de la invención.

La figura 7f consiste en una vista de una segunda etapa del montaje de una cuarta unidad modular de acuerdo a una primera modalidad de la invención.

La figura 8 consiste en una vista de una unidad modular del sistema de protección de glaciares, de acuerdo a una segunda modalidad de la invención. La figura 9 consiste en una vista de una unidad modular con cubierta del sistema de protección de glaciares, de acuerdo a una segunda modalidad de la invención.

La figura 10 consiste en una vista de unidades modulares del sistema de protección de glaciares unidades de manera lateral, de acuerdo a una segunda modalidad de la invención.

La figura 1 1 consiste en una vista de unidades modulares del sistema de protección de glaciares unidades de manera lateral y longitudinal, de acuerdo a una segunda modalidad de la invención.

La figura 12 consiste en una vista de una unidad modular del sistema de protección de glaciares con sus respectivos medios de anclaje, de acuerdo a una segunda modalidad de la invención.

La figura 13 consiste en una vista en sección de dos unidades modulares del sistema de protección de glaciares unidas por respectivos medios de anclaje, de acuerdo a una segunda modalidad de la invención.

La figura 14a consiste en una vista de dos unidades modulares traslapadas del sistema de protección de glaciares, de acuerdo a una segunda modalidad de la invención.

La figura 14b consiste en una vista en detalle de la unión de dos unidades modulares traslapadas del sistema de protección de glaciares, de acuerdo a una segunda modalidad de la invención. La figura 14c consiste en una vista en detalle de un medio de anclaje en el centro de una unidad modular del sistema de protección de glaciares, de acuerdo a una segunda modalidad de la invención.

La figura 14d consiste en una vista en detalle de un medio de anclaje en esquina de una unidad modular del sistema de protección de glaciares, de acuerdo a una segunda modalidad de la invención.

La figura 14e consiste en una vista unidades modulares traslapadas del sistema de protección de glaciares, de acuerdo a una segunda modalidad de la invención.

La figura 14f consiste en una vista en detalle de un medio de anclaje en esquina de dos unidades modulares traslapadas del sistema de protección de glaciares, de acuerdo a una segunda modalidad de la invención.

La figura 14g consiste en una vista en detalle de un medio de anclaje en esquina de cuatro unidades modulares traslapadas del sistema de protección de glaciares, de acuerdo a una segunda modalidad de la invención.

La figura 15 consiste en una vista del sistema de protección de glaciares en etapa de inspección, de acuerdo a una segunda modalidad de la invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

La presente invención se relaciona con un sistema de protección sobre la zona de ablación de un glaciar y el procedimiento de instalación asociado (Figura 3). El sistema de protección de glaciares comprende una estructura modular (10) compuesta por unidades modulares (1 1 a, 1 1 b). En una primera modalidad, cada unidad modular (1 1 a) es de forma de paralelepípedo rectangular, hechos en base a perfiles tubulares (12), donde dichos perfiles tubulares son metálicos, preferentemente de aluminio (Figura 1 ). En una segunda modalidad la invención, cada unidad modular (1 1 b) corresponde a una malla electrosoldada plegada (Figura 8). Estas unidades modulares (1 1 a, 1 1 b) se apoyan en la superficie de la nieve y luego se anclan a ésta por medio de una pluralidad de medios de anclaje (13a, 13b) para resistir, principalmente, la fuerza de succión del viento. Estos medios de anclaje (13) pueden ser preferentemente barras de anclaje en hielo (ice anchors), tal como el mostrado en la Figura 5 en el caso de la primera modalidad. Las unidades modulares (1 1 a, 1 1 b) tienen dimensiones preferentes de 3 m de largo, 1 m de ancho y 25 cm de alto, en el caso de la primera modalidad y de 1 ,37 m de ancho y 2,91 m de largo visto en planta para la segunda modalidad. Sin embargo, no está limitada a estas dimensiones, pues dependerá del requerimiento al instalar dichas unidades (1 1 a, 1 1 b).

En el caso de la primera modalidad, referida a la estructura tubular, para conectar entre sí los perfiles tubulares, se suministra en cada unión un conector (14) con al menos tres entradas (14a) para la inserción de los tubos, donde dichas entradas (14a) son perpendiculares entre sí, y comprenden una pluralidad de perforaciones (14b) para permitir la fijación entre los tubos a través de una pluralidad de medios de fijación, tal como se muestra en la Figura 4.

En la segunda modalidad de la invención, la unidad modular (1 1 ) comprende al menos dos secciones planas longitudinales en su extremos (25) y donde una sección intermedia (26) configura una porción plegada, la cual comprende un vértice superior en su sección transversal, tal como se aprecia en las Figuras 8 y 9. Dada la presencia de las secciones planas (25), las unidades modulares (1 1 b) se disponen traslapadas una al lado de otra, tal como se observa en la Figura 10, y de manera longitudinal tal como se muestra en la Figura 1 1

En la primera modalidad, cada uno de los medios de anclajes (13a) se introducen en un respectivo conducto vertical (15), comprendidas en cada unidad modular (1 1 a), lo cuales configuran guías para anclajes, siendo de esta forma ancladas por medio de la acción de atornillar. Para esta maniobra, es posible utilizar medios mecánicos o manuales.

En la segunda modalidad, cada unidad modular (1 1 b) se fija preferentemente por cinco medios de anclaje (13b), preferentemente uno en cada extremo (cuatro) y uno en el centro, tal como se observa en la Figura 12. La Figura 13 muestra una vista transversal de la zona de traslape de dos unidades modulares (1 1 b) con su respectivo medio de anclaje (13b). Para poder colocar el medio de anclaje (13b), las unidades modulares (1 1 b) comprenden una zona de traslape (27), tal como se muestran las Figuras 14a a 14g. En el caso en que una esquina se traslapen dos o más unidades modulares (1 1 b), se utiliza un solo medio de anclaje (13b) para anclar los módulos concurrentes

En una primera modalidad de la invención, la forma de paralelepípedo de cada unidad modular (1 1 a) de la estructura modular (10) constituida por los perfiles tubulares (12) y los conductos verticales (15), se encuentra dividida en dos zonas separadas por perfiles tubulares (12) transversales a la unidad (1 1 a) y por dos conductos verticales (15), tal como se muestra en la Figura 1 . Cada una de estas zonas presenta diagonales o arrostramientos (16), que conectan el vértice superior con el vértice inferior opuesto, tal como se muestra en la Figura 1 . Cada unidad modular (1 1 a, 1 1 b) que ha sido anclada sobre la superficie, cuenta con una cubierta de geotextil (20) (Figura 2 y Figura 9), el cual es más ancho y largo que la superficie superior del paralelepípedo definido por cada unidad modular (1 1 a, 1 1 b), con el propósito de aumentar el área a cubrir con un menor número de unidades (1 1 a, 1 1 b). La dimensión preferente del geotextil (20) es de 2,1 m de ancho por 4 me de largo, sin embargo, no está limitado a estas dimensiones. La porción del geotextil (20) que sobresale, se conecta a los unidades modulares (1 1 a, 1 1 b) adyacentes para formar una superficie continua de protección. En el caso de la primera modalidad de la invención, el geotextil (20) comprende además una pluralidad de aberturas de anclaje (21 ), tal como se muestra en la Figura 6. En el caso de la segunda modalidad, la cubierta de geotextil se fija a la unidad modular (1 1 b) mediante conectores mecánicos (no mostrado en las figuras)

En la primera modalidad, cada geotextil (20) se conecta con la superficie del paralelepípedo definido de la respectiva unidad modular (1 1 a) por medio de una pluralidad de medios de sujeción (22). Los medios de sujeción (22) se hacen pasar a través de unas respectivas perforaciones (23) en el geotextil (20) (Figura 6), dispuestas en los puntos de unión con la unidad modular (1 1 ), en una proximidad de cada una de las aberturas de anclaje (21 ) en el geotextil (20). De manera particular, los medios de sujeción corresponden a tornillos con golillas y tuercas que son preferentemente catorce, siendo colocados en los puntos de apoyo intermedios y dos por cada punto de apoyo de esquina de la unidad modular (1 1 ).

La estructura (10) definida por las unidades modulares (1 1 ) permiten disponer el geotextil (20) a una altura desde la superficie. En la primera modalidad de la invención, esta altura es preferentemente de 25 cm. Esta disposición permite un beneficio adicional en la disminución del derretimiento del glaciar producto del flujo de aire y aislamiento que se genera entre la superficie de la nieve y el geotextil (20).

El procedimiento de instalación del sistema de protección de la primera modalidad se muestra en parte en las figuras 7a a 7f, y comprende los siguientes pasos: colocar una primera unidad modular (1 1 a) sobre la superficie a proteger; colocar el respectivo geotextil (20) sobre dicha primera unidad modular; insertar los medios de anclaje (13a) a través de las aberturas de anclaje (21 ) del geotextil y los conductos verticales de la unidad (1 1 a) para anclarla a la superficie, dejando libre el extremo de la primera unidad a unir con una unidad adyacente; doblar una punta del geotextil (20) para colocar la unidad modular adyacente; colocar una segunda unidad bajo la porción de geotextil que sobresale y una nueva porción de geotextil; repetir los pasos de insertar los medios de anclaje en adelante hasta configurar el sistema constituido por una pluralidad de unidades modulares.

En el caso de la segunda modalidad, el procedimiento es muy similar, comprendiendo los siguientes pasos: colocar una primera unidad modular (1 1 b) sobre la superficie a proteger; traslapar a la primera unidad modular (1 1 b) las unidades modulares (1 1 b) adyacentes; insertar los medios de anclaje (13b) a través de zonas de traslape (27) de las unidades modulares; colocar el geotextil (20) sobre cada unidad modular (1 1 b), y asegurar el geotextil a la respectiva unidad modular (1 1 b) mediante conectores mecánicos. La configuración de la segunda modalidad permite el libre tránsito de una persona sobre el sistema de protección, como se observa en la Figura 15