Ciencia, tecnología y gobernanza en los Módulos Antárticos de Producción Hidropónica (MAPHI)

Por Jorge Alberto Birgi, Verónica Beatriz Gargaglione, César Ismael Araujo Prado y Boris Gastón Diaz.

Un oasis verde en el desierto blanco

Argentina mantiene una presencia humana ininterrumpida en la Antártida desde 1904, consolidándose como el primer país con una ocupación permanente en el continente, tras la apertura de un observatorio meteorológico y una estafeta postal. Sostener este logro implica un complejo desafío logístico, especialmente en lo que respecta al abastecimiento de alimentos para el personal que reside y trabaja en sus bases.

Debido a la distancia al continente americano, la complejidad y costos de la logística de abastecimiento, la perecibilidad de los alimentos y las condiciones climáticas extremas, la dieta del personal permanente en las bases se basa casi exclusivamente en raciones congeladas, deshidratadas o en conservas. Esta situación determina la ausencia de vegetales frescos durante largos periodos, principalmente entre inicio de otoño y mediados de primavera, cuando la logística se ve drásticamente limitada por el clima.

Está ampliamente aceptado que la calidad de los alimentos frescos es superior a la de los procesados, los cuales suelen contener niveles elevados de sodio y aditivos químicos utilizados para prolongar su conservación. Dado que gran parte de la dotación permanece un año completo en el continente, la incorporación de hortalizas frescas no solo mejora la nutrición hacia una dieta más saludable y variada, sino que también aporta beneficios psicológicos al personal. Así, la producción local de alimentos permite reducir la dependencia de productos conservados y sus posibles efectos negativos en la salud tras un consumo prolongado.

El proyecto Módulo Antártico de Producción Hidropónica (MAPHI) nació como resultado de la colaboración interinstitucional entre el Comando Conjunto Antártico (COCOANTAR), la Dirección Nacional del Antártico (DNA), la Universidad Nacional de la Patagonia Austral (UNPA) y el Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). El objetivo fue desarrollar un sistema de producción modular, de fácil armado y transporte, con capacidad para producir verduras hidropónicas¹ en las bases antárticas de la República Argentina (FIGURA 1).

Los módulos actuales son el resultado de más de diez años de desarrollo, iniciando las tareas de diseño y validación teórica del sistema en 2015. Luego de siete años, en 2022, se comenzó la producción de vegetales en el módulo denominado MAPHI I, instalado en la Base Antártica Conjunta (BAC) Marambio. Esta fue priorizada dadas las facilidades de acceso por vía aérea durante todo el año, gracias a su aeródromo. Su producción en la primera cosecha alcanzó las 144 plantas de lechuga y 96 plantas de rúcula, en un ciclo de cultivo que duró apenas 30 días y en donde no se registraron pérdidas por mortandad en las plantas.

La meta del proyecto a mediano plazo es el abastecimiento continuo de vegetales frescos para el personal del Comando Conjunto Antártico en cinco de las siete bases permanentes de la República Argentina, priorizando aquellas que posean una logística comparativamente más compleja o un mayor número de personas en su dotación. En el largo plazo, se pretende completar la instalación de un MAPHI en cada base permanente, para facilitar el acceso de alimentos frescos a la totalidad del personal del COCOANTAR que trabaja en el continente antártico.

El marco político y social: cultivar soberanía

La contribución del proyecto MAPHI a la producción científica en el continente antártico lo posiciona como un ejemplo claro de "diplomacia científica". En el marco del proyecto, este concepto se refiere al uso de la cooperación y el desarrollo tecnológico para fortalecer el posicionamiento de Argentina dentro del Sistema del Tratado Antártico (STA). Al implementar módulos de producción hidropónica que cumplen con los más altos estándares de bioseguridad para evitar la introducción de especies no nativas, el país no solo resuelve una necesidad logística interna, sino que también demuestra su capacidad técnica y compromiso con la protección ambiental. Esta excelencia operativa aporta prestigio internacional y legitimidad en los foros de decisión global. Asimismo, la presentación de los resultados del proyecto en ámbitos como la Reunión de Administradores de Programas Antárticos Latinoamericanos (RAPAL) y las Reuniones Consultivas del Tratado Antártico (RCTA) fomenta el intercambio de saberes y la asistencia técnica con otros países. De esta manera, la diplomacia científica permite que un avance tecnológico local se convierta en una referencia de gobernanza y sostenibilidad, reforzando la contribución activa al acervo científico común y la cooperación en el continente blanco.

El desafío técnico: producir verduras en un clima hostil

El sistema MAPHI utiliza la hidroponia como técnica de cultivo, lo que permite la maximización del aprovechamiento de los recursos de producción (siempre una limitante en ambientes naturales extremos, alejados y de difícil logística) y del espacio y mejora sustancialmente los rendimientos de cosecha y la calidad del producto. Esta técnica de cultivo sin suelo también permite el pleno cumplimiento de los términos del Tratado Antártico, ya que, entre otras cuestiones, elimina los riesgos de introducción de microorganismos (o plagas) al entorno antártico y no utiliza suelo local o de otro lugar para producir, haciendo además un uso eficiente del agua.

Cada módulo consiste en un shelter (estructura externa) altamente aislado que incorpora un sistema de producción vertical de dos sectores con tres niveles cada uno (FIGURA 2). En cada nivel de producción (cinco de los seis posibles), se instalaron 12 cajones de polipropileno de alto impacto que permiten anclar 4 plantas por cajón. Esto permite un total de 240 plantas adultas para todo el sistema, por ciclo de cultivo (4 plantas por cajón x 12 cajones por nivel x 5 niveles de producción). El sexto nivel se destina a la producción de los plantines necesarios para abastecer a los cajones y para la producción de microgreens (germinados) en bandejas plásticas de 545 mm x 280 mm x 40 mm. Esto permite una pequeña diversificación de la producción con la cosecha de germinados con un ciclo de cultivo de solo 15 días.

Las necesidades nutritivas del cultivo se resuelven mediante la inyección de soluciones especialmente formuladas de acuerdo con la calidad del agua disponible en cada base antártica. Un sistema de luces artificiales diseñadas en función de la disponibilidad de servicios energéticos de cada base, basadas en tecnología de sodio de alta presión (SAP) y LED de cultivo, asegura la luz fotosintética necesaria. Además, cada MAPHI tiene la capacidad de controlar la temperatura interior y relevar las variables de producción, a través de un sistema de monitoreo continuo, lo que permite asegurar un ambiente óptimo de crecimiento para las plantas.

Uno de los pilares críticos para asegurar la calidad de las producciones hidropónicas es la aptitud del agua de partida. La producción de agua de calidad suficiente para abastecer las demandas de consumo humano e higiene es uno de los desafíos cotidianos más importantes en las bases antárticas de todos los países presentes en el continente. Diferentes tratamientos posibles en cada caso particular se basan en un abanico de tecnologías de captación y procesamiento, dependientes del origen del agua (FIGURA 3). En las BAC Esperanza y Belgrano II, la fuente principal consiste en la fusión de hielo glaciar y nieve estacional, asegurando aguas completamente desmineralizadas, con pH y salinidades bajas. En estas condiciones, las aguas para hidroponia no requieren de pretratamientos y las soluciones no demandan formulaciones limitadas.

La BAC Marambio, ubicada en una planicie elevada de la isla homónima, no dispone de hielo glaciar, proximidad a la costa marina (para adoptar tecnologías de desalación) ni de una disponibilidad continua de nieve (con la excepción de los meses invernales). El bombeo de agua procedente de lagunas naturales originadas en la fusión del permafrost, única fuente de la BAC, asegura cantidad suficiente para la producción hidropónica aunque con una limitada aptitud debido a la presencia de elevados niveles de sal (cloruros y sulfatos). En este MAPHI, resulta necesario asegurar un pretratamiento de aguas de producción basado en un sistema que combina diferentes filtros para la retención de partículas y ósmosis inversa.

Innovación digital: monitoreo remoto y control de variables

Un aspecto central en la gestión cotidiana de los MAPHI es el monitoreo de variables críticas del sistema y del cultivo mediante telemetría. Los MAPHI (FIGURA 4) cuentan con un sistema de monitoreo y control integrado que permite acompañar la operación de los módulos de manera remota. Para ello, se diseñaron y construyeron placas electrónicas placas electrónicas que, mediante sensores y actuadores, permiten relevar y transmitir datos de interés, así como modificar las condiciones de producción usando una plataforma digital que vincula los módulos MAPHI a nodos de monitoreo remoto.

Las variables monitoreadas regularmente son: temperatura y humedad relativa del aire, consumo de agua, caudal de entrega de soluciones nutritivas a los distintos niveles, pH y conductividad eléctrica de la solución, y el estado general de iluminación en los sectores de producción. También, permiten detectar congelamiento y derrames en zonas críticas, presencia de humo o fuego y el ingreso de personal mediante sensores de apertura de puerta y cámaras de alta definición. El sistema también permite monitorear el consumo eléctrico y los niveles de reserva de agua y solución nutritiva, lo que permite generar recomendaciones remotas en la operación del sistema productivo por parte de los responsables locales.

Un modelo para el mundo

El éxito del MAPHI I en la BAC Marambio y su posterior expansión a las BAC Esperanza y Belgrano II consolidan a la Argentina como un referente en producción de alimentos en ambientes extremos. El proyecto es un testimonio de la sinergia institucional entre el INTA, el COCOANTAR, la DNA y la universidad pública. No se trata solo de ciencia aplicada (algo de lo cual hay mucho presente en el proyecto, con desarrollos genuinos nacionales). Se trata de una demostración de los altos estándares nacionales de conocimiento y desarrollos tecnológicos logrados y su implementación práctica para la producción de alimentos en condiciones ambientales severamente limitantes, un aspecto fácilmente extrapolable a otros ambientes y condiciones del mundo. El MAPHI no solo alimenta cuerpos en la actualidad, sino que también alimenta el futuro de la presencia argentina en la Antártida.

Notas

Autores

Jorge Alberto Birgi. Ingeniero Agrónomo y Magister en Desarrollo de Zonas Áridas y Semiáridas. Investigador, INTA EEA Santa Cruz. birgi.jorge@inta.gob.ar

Verónica Beatriz Gargaglione. Ingeniera en Recursos Naturales Renovables y Doctora en Ciencias Agropecuarias. Directora de la Estación Experimental Agropecuaria INTA Santa Cruz. gargaglione.veronica@inta.gob.ar

César Ismael Araujo Prado. Licenciado en Seguridad e Higiene del Trabajo. Responsable de la división PREVAC, seguridad e higiene y ambiental, Comando Conjunto Antártico. cesar.i.araujo.p@hotmail.com

Boris Gastón Diaz. Ingeniero Forestal y Magister en Manejo de Cuencas Hidrográficas. Investigador, INTA EEA Santa Cruz. diaz.boris@inta.gob.ar