Laboratorio-Refugio NUNATAKs / NUNATAKs Refuge Laboratories

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El CETAM cuenta con dos Laboratorios de Refugio en la Cordillera de los Andes Centrales de Chile (CCA), el NUNATAK-1 a 3.000 msnm (-32.844, -70.129) y NUNATAK-2 a 2.500 msnm (-33.665, -70.086), en los cuales se estudia el impacto de la contaminación ambiental a través de la interacción atmósfera-criosfera en esta montaña. Para ello, hemos instalado estos NUNATAKS que son móviles, autónomos y colaborativos para el estudio de la contaminación en los glaciares del CCA.

The Centre for Environmental Technologies (CETAM-USM) has two Refuge Laboratories in the Chilean Central Andes mountain (CCA), namely, NUNATAK-1 on 3,000 masl (-32.844, -70.129), and NUNATAK-2 on 2,500 masl (-33.665, -70.086), in which the impact of environmental pollution is studied through the atmosphere-cryosphere interaction on this mountain. For this purpose, we have installed these NUNATAKS that are mobile, autonomous, and collaborative for the study of pollution in the glaciers of the CCA.

Fig 1. Ubicación de los NUNATAKS e instalaciones / Locations of NUNATAKS and Facilities

Fig 2. NUNATAK-1

Una montaña con nieve</p>
<p>Descripción generada automáticamente

Fig 3. NUNATAK-2

Estructura de los NUNATAKS

NUNATAKS building

Cada NUNATAK está constituido por un contenedor metálico panelado, fabricado especialmente para sitios extremos, construido con materiales resistentes a las inclemencias del clima de montaña ya que cuenta con aislamiento térmico y ventanas termopar, que aseguran el bienestar y comodidad de sus ocupantes. El laboratorio del refugio está totalmente equipado con cajones y mesas de trabajo, 3 tipos de enchufes diferentes, un rectificador y estabilizador de voltaje, así como un UPS, para permitir mayor autonomía y permitir el funcionamiento y seguridad de los equipos de monitoreo durante el tiempo en que se encuentran. operando en condiciones de campo. El laboratorio del albergue también cuenta con una infraestructura para la habitabilidad de 3 personas, con literas para dormir, cocina y baño en el NUNATAK-1. Mientras que el NUANTAK-2 tiene un módulo para dormir separado. Estos laboratorios son energéticamente autónomos, ya que cuenta con un moderno sistema de energía fotovoltaica capaz de generar energía suficiente para alimentar el equipo de monitoreo y los sistemas de soporte vital en su interior y además está conectado a la red eléctrica normal para una mayor seguridad operativa.

Each NUNATAK consists of a panelized metal container, made especially for extreme sites, built with materials resistant to the inclemency of the mountain weather as it has thermal insulation and thermocouple windows, which ensure the well-being and comfort of its occupants. The shelter laboratory is fully equipped with drawers and work tables, 3 different types of plugs, a rectifier and voltage stabilizer, as well as a UPS, to allow more autonomy and allow the operation and safety of the monitoring equipment during the time in that are operating under field conditions. The shelter laboratory also has an infrastructure for the habitability of 3 people, with bunk beds for sleeping, kitchen, and bathroom in the NUNATAK-1. While the NUANTAK-2 has a separate sleeping module. These labs are energetically autonomous, as it has a modern photovoltaic power system capable of generating enough energy to power the monitoring equipment and life support systems inside and it is additionally connected to the normal electrical network for greater operational safety.

Variables analizadas

Variables analyzed

NUNATAK es una plataforma de monitoreo científico de larga data, flexible y transportable, equipada para monitorear la concentración y la distribución del tamaño de material particulado usando un espectrómetro láser de aerosol (EDM 107, Grimm, Alemania), concentración de BC / BrC usando un fotómetro de absorción de múltiples ángulos (MAAP 5012, Thermo, EE. UU.), Radiación solar neta mediante un radiómetro neto (CNR4, Kipp & Zonen, Países Bajos) y parámetros meteorológicos mediante una estación meteorológica portátil (HOBO, Onset, EE. UU.). Además, mediante un espectrómetro de masas en aerosol (ACSM , Aerodyne, USA) estamos midiendo hidrocarburos primarios y secundarios, además de nitrato, sulfato, amonio, cloruro y potasio. Una estación portátil de monitoreo de contaminantes del aire HIM 6000 HAZ-Scanner (Environmental Devices, EE. UU.), Permite medir en tiempo real contaminantes de gases (CO, NO, NO2, O3, H2S, SO2, NH3, VOCs, NMHC) y partículas ( PM10 y PM2.5). De manera complementaria, la deposición seca y húmeda es recolectada por recolectores pasivos de deposiciones y se realizan campañas de recolección de muestras de nieve fresca superficial y en pozos de nieve profundos, donde posteriormente se realizan especiaciones químicas inorgánicas y orgánicas en laboratorio. La altitud de la capa límite se mide indirectamente con regularidad utilizando un isótopo natural estable por medio de un equipo de medición de radón. Todos los sensores están ubicados en el techo del laboratorio-refugio portátil.

NUNATAKs are a longtime scientific monitoring platform, flexible and transportable, equipped for monitoring of concentration and size distribution of particulate matter using an aerosol laser spectrometer (EDM 107, Grimm, Germany), BC/BrC concentration using an multi-angle absorption photometer (MAAP 5012, Thermo, USA), net solar radiation using an net radiometer (CNR4, Kipp & Zonen, Netherlands), and meteorological parameters using a portable weather station (HOBO, Onset, USA), and by means of an aerosol mass spectrometer (ACSM, Aerodyne, USA) we are measuring primary and secondary hydrocarbons, in addition to nitrate, sulfate, ammonium, chloride and potassium. A portable air pollutant monitoring station HIM 6000 HAZ-Scanner (Environmental Devices, USA), allows to measure in real-time gas pollutants (CO, NO, NO2, O3, H2S, SO2, NH3, VOCs, NMHC) and particulate matter (PM10 and PM2.5). Complementarily, dry and wet deposition is collected by passive collectors of depositions and campaigns are carried out to collect samples of superficial fresh snow and in deep snow pits, where inorganic and organic chemical speciation’s in the laboratory are subsequently performed. The altitude of boundary layer is indirectly regularly measured using stable natural isotope by means of radon measure equipment. All sensors are located on the roof of the portable laboratory-refuge.

Instalaciones de apoyo a la investigación

Research support facilities

Como se muestra en la Fig 1, los NUNATAKS tienen instalaciones que soportan la investigación realizada. Estas están localizadas en la ciudad de Valparaíso:

Siete laboratorios analíticos (200 m2) para análisis de trazas, equipado con diferentes tipos de cromatográficos y para la preparación de muestras:

Laboratorio de combustión (30 m2) equipado con 3 camaras de combustión controladas (3C Emission) y campanas de extracción para llevar para evaluar las emisiones y los balances energéticos de los combustibles sólidos y líquidos.

Sala de balanzas (12 m2) con temperatura automática, humedad relativa controlada, un sistema activo de eliminación de estática para filtros y material de laboratorio.

As shown in Fig 1., the NUNATAKs have research support facilities in the city of Valparaíso, such as:

Seven analytical laboratories (200 m2) for trace analysis, equipped with different types of chromatographs and for sample preparation.

Combustion Laboratory (30 m2) equipped with 3 controlled combustion chambers (3C Emission) and fume hoods to carry to evaluate emissions and energy balances from solid and liquid fuels.

Weighting Room (12 m2) with automatic temperature, relative humidity control and an active static elimination system for filters and laboratory material.

NUNATAKS como plataforma internacional de investigación

NUNATAKS as an international research platform

Los NUNATAKS también tienen como objetivo ser una plataforma internacional para la investigación de criosfera de la cordillera de los Andes. De hecho, actualmente estamos trabajando colaborativamente con investigadores internacionales, tales como, el Dr. Magin Lapuerta (Universidad de Castilla La Mancha, España), Dr. Hans Moosmuller (Desert Research Institute, Estados Unidos), Dr. Luca Mao (University of Lincoln, Reino Unido), Dr. Andreoli Andrea y Dr. Francesco Comiti (Libera Università di Bolzano, Italia). En este sentido, estamos alentando a investigadores Chilenos e internacionales a unirse a nosotros para analizar interdisciplinariamente los datos generados y la instalación de equipos / realización de campañas en la montaña para estudiar la internación contaminación – nieve, entre otras.

The NUNATAKS also aim to be an international platform for cryosphere research in the Andes Mountains. In fact, we are currently working collaboratively with international researchers, namely, Dr Magin Lapuerta (University of Castilla La Mancha, Spain), Dr. Hans Moosmuller (Desert Research Institute, United States), Dr. Luca Mao (University of Lincoln, United Kingdom ), Dr. Andreoli Andrea and Dr. Francesco Comiti (Libera Università di Bolzano, Italy). In this sense, we are encouraging Chilean and international researchers to join us in interdisciplinary analysis of the data generated and the installation of equipment / carrying out campaigns in the mountains to study pollution-snow interactions, among others.

Experiencias previas

Work done so far

En los últimos años, los datos generados en nuestros laboratorios NUNATAKS han sido publicado en revistas internacionales revisadas por pares, tales como:

-Cereceda-Balic, F.; Vidal, V.; Moosmüller, H.; Lapuerta, M. Reduction of snow albedo from vehicle emissions at Portillo, Chile. Cold Reg. Sci. Technol. 2018, 146, 43–52, doi:10.1016/J.COLDREGIONS.2017.11.008.

- Beres, N.D.; Lapuerta, M.; Cereceda-Balic, F.; Moosmüller, H. Snow Surface Albedo Sensitivity to Black Carbon: Radiative Transfer Modelling. Atmos. 2020, 11.

Además, se han realizado más de 10 presentaciones en congresos nacionales e internacionales (entregados bajo requerimiento).

In recent years, the data generated in our NUNATAKS laboratories have been published in international peer-reviewed journals, such as:

-Cereceda-Balic, F.; Vidal, V.; Moosmüller, H.; Lapuerta, M. Reduction of snow albedo from vehicle emissions at Portillo, Chile. Cold Reg. Sci. Technol. 2018, 146, 43–52, doi:10.1016/J.COLDREGIONS.2017.11.008.

- Beres, N.D.; Lapuerta, M.; Cereceda-Balic, F.; Moosmüller, H. Snow Surface Albedo Sensitivity to Black Carbon: Radiative Transfer Modelling. Atmos. 2020, 11.

In addition, we have presented results in more than 10 presentations at national and international conferences (upon request).

Reunión paralena en el 2021 16th IGAC Science Conference IGAC

Side Meeting in 2021 16th IGAC Science Conference

Organizamos la reunión paralela "Laboratorios-refugio NUNATAK como plataforma internacional y colaborativa para el monitoreo de la química atmosférica de la cordillera de los Andes centrales" en la Conferencia Virtual IGAC 2021. A través de este encuentro quisimos mostrar a toda la comunidad internacional de química atmosférica, la plataforma que tenemos operando desde 2015 y sus equipos para estudiar la interacción entre la contaminación atmosférica y la criósfera, así como sus impactos en el deshielo de los glaciares y el cambio climático en la montaña de los Andes centrales chilenos. Por ello, a través de este encuentro, esperamos dar a conocer su existencia, discutir posibles colaboraciones e instalación de equipos de medición para equipos internacionales de química atmosférica. En los siguientes enlaces se puede ver el encuentro y los puntos interesantes tratados:

- Ver vídeo: https://youtu.be/2I63QO3_iqQ

We were organizing the Side Meeting "NUNATAK Laboratories-refuge as an international and collaborative platform for monitoring the atmospheric chemistry of the central Andes mountain range" at the IGAC 2021 Virtual Conference. Through this meeting we liked to show the entire international community of atmospheric chemistry, the platform that we have operating since 2015 and its equipment to study the interaction between air pollution and the cryosphere, as well as its impacts on glaciers melting and climate change in the Chilean Central Andes mountain. Therefore, through this meeting, we hope to publicize its existence, discuss possible collaboration, and installation of measurement equipment for international atmospheric chemistry teams. In the following links you can see the meeting and the interesting points discussed:

- See recorded video: https://youtu.be/2I63QO3_iqQ

Otros proyectos colaborativos y servicios

Other collaborative projects and services

Los laboratorios NUNATAKS también hacen parte de proyectos de investigación, algunos de los cuales son:

- Proyecto ANID FONDEF id19i10359 “Sistema integrado de monitoreo y modelo hidrológico-químico para la gestión de recursos hídricos aplicable a la prevención de desastres naturales y adaptación al cambio climático”, con financiación del Ministerio de Ciencia, Tecnología, Conocimiento e Innovación de Chile.

Además, CETAM tiene una amplias servicios como se puede observar en nuestro brochure:

NUNATAKS laboratories are also part of research projects, some of which are:

- ANID FONDEF project id19i10359 "Integrated hydrological-chemical model and monitoring system for the management of water resources applicable to the prevention of natural disasters and adaptation to climate change", with financial assistance from the Ministry of Science, Technology, Knowledge and Innovation of Chile.

In addition, CETAM has extensive services as can be seen in our brochure:

Contáctenos

Contact us

Si estas interesado en conocer y/o colaborar con los NUNATAKS, no dudes en contactarte con el Prof. Dr. Francisco Cereceda por medio de:

- Correo electrónico: marcela.aranda@usm.cl

- Teléfono: +56 32 2654875

- Dirección postal: Centro de Tecnología Ambientales (CETAM), Universidad Técnica Federico Santa María (USM). Av. España 1680, Valparaíso, Chile

Además, se puede encontrar una lista actualizada de nuestras publicaciones cientificas en:

- ORCID: https://orcid.org/0000-0001-7761-1051

If you are interested in knowing and / or collaborating with the NUNATAKS, do not hesitate to contact Prof. Dr. Francisco Cereceda:

- E-mail: marcela.aranda@usm.cl

- Phone: +56 32 2654875

- Postal address: Centre for Environmental Technologies (CETAM), Universidad Técnica Federico Santa María (USM). Av. España 1680, Valparaíso, Chile

In addition, you can find our updated list of publications:

- ORCID: https://orcid.org/0000-0001-7761-1051

- ResearchGate: https://researchgate.net/profile/Francisco-Cereceda-Balic

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