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REGIONES
ALMA
Radiotelescopios
de Atacama
De otro
planeta
Un edificio ubicado a más de 5.000 metros de altura, más de 65
antenas radiotelescópicas en pleno desierto y la más avanzada
tecnología, se unen para realizar impresionantes observaciones
astronómicas en el norte del país. Un proyecto sin precedentes.
Claudia Ramírez F.
Periodista Revista BIT
H
ace mucho tiempo, en una galaxia
muy muy lejana”. La famosa consigna de
las películas de George Lucas pronto perderá vigencia. En poco tiempo la ciencia
ficción se convertirá en palpable realidad
a través de gigantescos radiotelescopios
que permitirán observar, literalmente, los confines del Universo. La iniciativa es encabezada por entidades de Norteamérica
(Estados Unidos y Canadá) a través del Observatorio Radioastronómico Nacional de Estados Unidos (NRAO) administrado
por AUI, Europa (*) representada por la Organización Europea
para la Investigación Astronómica en el Hemisferio Austral
(ESO), y Asia (Japón y Taiwán), por medio del Observatorio
Astronómico Nacional de Japón (NAOJ).
El lugar escogido para derribar los mitos del Universo se en-
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Vista de un cometa
desde el edificio
técnico
(Febrero 2007).
Ficha Técnica
Proyecto: ALMA (Gran Conjunto de Radiotelescopios
de Atacama o en inglés, Atacama Large Millimeter/
submillimeter Array), edificio técnico en el Sitio
de Operaciones del Conjunto (AOS-Array Operations Site)
Ubicación: Llano de Chajnantor, San Pedro de Atacama,
II Región Antofagasta
Mandante general del proyecto: Observatorio
Radioastronómico Nacional de Estados Unidos (NRAO),
Organización Europea para la Investigación Astronómica
en el Hemisferio Austral (ESO), y Observatorio Astronómico
Nacional de Japón (NAOJ).
Superficie construida: Edificio Técnico, 1800 m2
Inversión: US$ 1.300 millones.
Edificio Técnico, ubicado en el
sitio de Operaciones del Conjunto
(AOS).
cuentra en el Llano de Chajnantor, distrito
de San Pedro de Atacama, en la II Región de
Antofagasta. En esa localidad, el proyecto
científico ALMA (Gran Conjunto de Radiotelescopios de Atacama o en inglés, Atacama
Large Millimeter/ submillimeter Array), captará imágenes de estrellas y galaxias nunca
antes vistas.
Sí, asómbrese porque no se trata de la
saga de “La guerra de las galaxias”, es una
obra espectacular que se construye desde el
2003 en el norte de nuestro país. Y los desafíos de arquitectura y construcción definiti-
vamente son de otro planeta, comenzando
por el edificio que alojará dos mega computadores, único en el mundo, ubicado a más
de 5.000 m sobre el nivel del mar. Una locación que obligó a desarrollar las faenas en
condiciones extremas, con escaso oxígeno y
bajas temperaturas, y que requiere cumplir
rigurosas exigencias de aislamiento térmico.
Revolución astronómica
“El desarrollo de ALMA no sería posible sin
la participación de los tres socios”, enfatiza
Massimo Tarenghi, director de ALMA. El pro-
yecto, que cuenta con un presupuesto estratosférico de US$ 1.300 millones, contempla
el uso de tecnología de punta, tanto en
construcción como en operación.
En primer término, la ubicación resulta estratégica y no se decidió al azar. Al contrario,
el lugar se eligió en base a la información
atmosférica y meteorológica recopilada por
los socios del proyecto desde 1995, que determinó que el cielo sobre este sitio cumple
con altos estándares de sequedad y estanqueidad. Así, ALMA será el instrumento astronómico autosituado a más altura sobre la
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REGIONES
Las antenas o radiotelescopios,
se instalarán en más de 200
plataformas o losas de hormigón
que se distribuirán en el sitio de
operaciones a más de 5.000 metros
sobre el nivel del mar. superficie terrestre, ubicado a 800 m más
que el famoso observatorio Mauna Kea en
Hawaii y 2.400 m sobre el Cerro Paranal.
El uso de tecnología especial, que permitirá operar a longitudes de onda entre 0.3 y
9.6 milímetros, en el desierto a más de
5.000 m de altura sobre el nivel del mar,
donde -según los científicos- la atmósfera de
la tierra es muy transparente y excepcionalmente seca, entregará a los astrónomos una
sensibilidad y resolución sin precedentes.
“ALMA significará una revolución para la astronomía. En palabras sencillas, el instrumento permitirá observar zonas muy frías
del Universo en las que se ubica polvo de
formación de estrellas, entre otros elementos. Para analizar la luz que proviene de estas regiones es necesario tener tecnología
de primer nivel que permita captar señales
de radio milimétricas, algo imposible para
un telescopio convencional. ALMA observará zonas del Universo frío cercano a la Tierra
y, a la vez, áreas de la primera parte del Universo, captando unas radiaciones ópticas
que vista desde la tierra resultan milimétricas”, explica Tarenghi.
Las observaciones del proyecto se repartirán en 33,75% para los socios de Europa y
Norteamérica, y 22,5% Asia, dejando el
10% del tiempo de observación para astrónomos chilenos. Además de este beneficio
para nuestro país, el director de la iniciativa
anticipa que durante la operación del observatorio se reclutará personal chileno de diversas disciplinas y que, en conjunto con
CONICYT, se gestionan proyectos científicos
locales y visitas del público.
Las obras serán monumentales. El mega-
proyecto de 6.500 hectáreas se divide en el
Centro de Apoyo de Operaciones (OSF- Operation Support Facility) -ubicado a 2.900 m
de altura- encargado de la operación y
mantención de los radiotelescopios y el control a distancia de los mega computadores, y
el Sitio de Operaciones del Conjunto (AOSArray Operations Site) - a más de 5.000 mdonde se instalarán las antenas, el edificio
técnico y los mega computadores. “Construiremos equipos que trabajarán en la Tierra pero cuyo control será automatizado
como si estuvieran en el espacio, salvo la
mantención”, enfatiza Tarenghi. Efectivamente, en el nivel inferior se instalarán diversos sistemas de comunicaciones como
telefonía, Internet, y un cableado de fibra
óptica que se extenderá hasta el nivel superior, totalizando 10.000 km de conexiones,
La primera etapa
de la construcción
del edificio técnico
debió enfrentar
duras condiciones
climáticas. En
terreno se
dispusieron
máximas medidas
de seguridad como
equipos de
oxígeno para
prevenir posibles
fatigas y trajes
térmicos para
sortear las bajas
temperaturas.
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controlando los mega computadores a distancia.
Las construcciones asociadas a estas maravillas debieron, literalmente, recorrer un
largo camino. Antes de instalarse en el nivel
inferior y superior del terreno, se realizaron
las vías de acceso desde los campamentos e
instalaciones de faenas, a 2900 m, hasta la
cima. Así, se habilitaron caminos de 12 m de
ancho estándar y un total de 35 km, que requieren de una mantención permanente debido a las condiciones climáticas de fuertes
vientos y nevazones, incluyendo la limpieza
de la nieve que encajona las pistas, especialmente en invierno.
Superado el primer escollo, los ojos se fijan en el Llano de Chajnantor donde se ubican los radiotelescopios y el edificio técnico,
elementos únicos en el mundo, que merecen
un capítulo aparte.
Desafío en las alturas
Inicialmente las observaciones astronómicas
de ALMA se realizarán por medio de 66 antenas, 54 de ellas de 12 m de diámetro, capaces de soportar las variaciones de temperatura y vientos de la zona. Los análisis se
realizarán en líneas de base reconfigurables,
es decir, en diversas modalidades de distribución de las antenas en el terreno para observar el cielo con distintas resoluciones y
Mario Arteaga,
gerente operaciones
Minería y Montajes
Con-pax
Massimo Tarenghi,
director de ALMA.
campos de vista. De esta manera, las antenas se separan por distancias variables, abarcando 14 kilómetros.
Estas actividades requerirán el traslado
permanente de los equipos como también
descensos continuos hacia el edificio de control para la mantención, labores para las que
se ha diseñado un transporte especial tipo
camión del ancho de una cancha de tenis,
capaz de soportar las 110 toneladas de cada
estructura. Además, la disposición de las antenas en el terreno –que podrían llegar a
80– incluye la ejecución de 223 plataformas
de hormigón armado que se ejecutarán en
un plazo de 24 meses a partir de enero del
próximo año.
Por otra parte, y completando el proceso
de observación astronómica, las imágenes
del espacio se obtendrán combinando continuamente la información que entregue
cada una de las antenas al “correlador” o
mega computador correspondiente, uno de
los cuales es capaz de realizar 16.000 millones de operaciones por segundo. Así ALMA
estudiará la formación de galaxias similares
a la Vía Láctea, nuevos planetas formándose alrededor de estrellas jóvenes en nuestra
galaxia y el nacimiento de nuevas estrellas
en nubes de gas y polvo, entre otros fenómenos.
La tecnología abruma, pero la construc-
Eduardo Donoso,
gerente construcción
AUI NRAO.
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REGIONES
Maqueta del Centro de Apoyo
de Operaciones (OSF),
a 2900 m de altura. Abajo, el edificio técnico
se hizo con estructura metálica
pintada para evitar la oxidación y
revestimiento de paneles
de hormigón prefabricado. ción no es tan compleja como parece: “En
general este tipo de mandantes tiene el contrato 100% especificado, en este caso sólo
propusimos el tipo de material utilizado en
los muros perimetrales del edificio ya que el
resto estaba completamente especificado”,
sostiene Mario Arteaga, gerente de Operaciones de Minería y Montajes Con-Pax, empresa responsable de la ejecución del edificio
técnico situado a más de 5.000 m de altura.
Sin embargo, las especiales condiciones
ambientales de la obra resultan altamente
exigentes. Eduardo Donoso, gerente de
construcción AUI NRAO, destaca los resguardos que se requieren para trabajar: “La falta
de oxígeno en las alturas disminuye el rendimiento del personal en terreno que se cansa
con rapidez. Además, las bajas temperaturas
obligan a llevar vestimenta con protección
térmica que a la vez permita maniobrar”.
Ante tales condiciones ambientales, el mandante resultó muy exigente con el estado físico del personal que se desempeñaba en
terreno, que podría sufrir perjuicios por las
condiciones climáticas.
Otro reto en esta área consistió en el reclutamiento de mano de obra, sumamente
escasa en la región. Por ello, se trasladó personal desde Santiago, que permaneció en el
campamento para aclimatarse a la zona antes de trabajar en las alturas.
Así, la construcción del edificio técnico,
que ya se encuentra en etapa de terminaciones, y la próxima edificación de las plataformas o losas para las antenas deberá considerar una ardua planificación diaria y
jornadas de trabajo especiales, con esfuerzos mínimos para el personal en terreno.
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“En el caso de las fundaciones del edificio,
se reemplazaron las tradicionales carretillas
para transportar materiales por cintas transportadoras, reforzadas con el uso intensivo
de dos grúas. Tampoco se podía soldar con
facilidad por la baja cantidad de oxígeno,
por lo que se optó por apernar las uniones”,
agrega Donoso.
Más allá de los retos futuros revisemos los
desafíos del edificio técnico en construcción,
innovador por su ubicación, características
técnicas y tecnología.
Edificio tecnológico
Si se ignoran las condiciones en las que se
construyó y la tecnología que albergará, el
edificio técnico resultaría una obra tradicional realizada con materiales estándar, adelantan los profesionales del proyecto. Sin
embargo, las especiales condiciones de tra-
bajo obligaron a ejecutar una obra singular.
En primer lugar, la planificación contempló
las labores en etapas sin considerar faenas
durante el invierno, edificando en la primera
parte las fundaciones –realizadas en suelo de
buena calidad, de tipo roca-, la obra gruesa,
la estructura metálica y los paneles, para proseguir en la segunda parte con el interior del
edificio y las terminaciones.
A la planificación se sumó la implementación de un plan de seguridad que resultó
fundamental durante los trabajos. “Cada
vez que se ascendía se debía cumplir con
procedimientos de seguridad establecidos
por el mandante consistentes en controles,
distribuidos en puntos de comunicación
enumerados, que obligaban a avisar vía radio a la oficina de control sobre la ubicación
del profesional o técnico que se dirigía a la
zona de mayor altura”, explica Donoso.
REGIONES
El edificio técnico
es el instrumento
astronómico a más
altura sobre la superficie
terrestre.
Para facilitar
la llamada diaria
a la oración de los
musulmanes,
la mezquita se
ubica en un lugar
destacado de la
ciudad.
Otro aspecto inusual resultaron las exigencias técnicas del proyecto, que de acuerdo a
los profesionales, reportaron un costo equivalente al triple del estándar. “El edificio de
dos pisos y 1.800 m2 está diseñado para albergar al mega computador principal y al
auxiliar, por lo que debe cumplir con altos
parámetros de temperatura, humedad, y resistencia sísmica, entre otros. Es una obra
compleja que incluye equipos interiores que
proporcionan aumento de la concentración
de oxígeno”, detalla Donoso.
El edificio, diseñado por la empresa norteamericana M3 Engineering, especialista en
observatorios astronómicos, se realizó con
estructura metálica –pintada para evitar la
oxidación- y paneles de hormigón prefabricado en el revestimiento, obteniendo muros
de 50 cm de espesor, bastante superiores a
los 15 cm exigidos por norma, aislados con
una especie de corazas de aluminio y lana
mineral. “Con la idea de construir un edificio hermético, se puso especial énfasis en el
sellado para evitar fugas de energía y oxígeno, dejando la totalidad de las planchas metálicas con refuerzos de sellos elastoméricos,
El transportador de las antenas de ALMA,
mide 10 metros de ancho, 20 metros de
largo y 6 metros de alto. La cabina del
conductor se ubica debajo de la estructura
principal para darle al chofer una mejor
visión de las ruedas y prevenir accidentes. 110 n BIT 56 SEPTIEMBRE 2007
aplicándolos en remates de muros, pisos y
guardapolvos”, comenta Donoso. La cubierta está estructurada igualmente en base a
un panel metálico con aislamiento incluido.
Las condiciones climáticas resultaron clave
en la elaboración de muros. “Una de las mayores dificultades de la construcción del edificio consistió en hormigonar con temperaturas frías pues se requirió asesoría
permanente en ensayos y análisis de hormigón y protecciones especiales para generar
microclimas de fraguado”, comenta Arteaga. Para secar los hormigones y evitar los
agrietamientos durante el fragüe se utiliza-
ron focos directos de 1.000 y 2.000 watts,
calefacción forzada y encarpados por zonas.
Las composiciones del material se hicieron
con una importante cantidad de cemento
para lograr impermeabilidad y obtener H 50,
un hormigón de alta categoría.
En el transporte de hormigones se emplearon camiones mixer que ascendían con menor carga de lo habitual. “En este tipo de
obras llegar con cualquier material a la cima
es complejo porque requiere una logística especial. En el caso del hormigón, éste se transportaba seco y arriba se le agregaba agua –
en permanente calentamiento- y aditivos,
El Llano de Chajnantor
sobrepasa los 5.050 metros
de altura sobre el nivel del
mar.
para evitar que el material se secara a lo largo
del trayecto”, explica Arteaga. Así, el transporte de materiales y el arribo de las maquinarias sobre los 5.000 m implicó resguardos
especiales y el uso de vehículos preparados
para la altura, con motor potente y doble
tracción, capaces de soportar la falta de oxígeno.
Instalaciones top
Mirando hacia el Llano de Chajnantor se encuentran los imponentes ventanales laterales
del edificio –termopaneles de doble vidrio y
2,5 cm de espesor– diseñados para resistir
vientos de hasta 240 km/hr. Estas estructuras son algunos de los lujos que sobresalen
en las instalaciones.
Al interior destacan dos habitaciones completamente equipadas para observaciones
nocturnas, situaciones de emergencia o
mantención, que exijan permanecer en el
lugar. Para habilitar estos recintos resultó imprescindible la colocación de equipos generadores de oxígeno e instalaciones sanitarias
especiales como cañerías con aislamiento de
lana mineral para evitar congelamientos.
A las comodidades se suman sistemas especiales de iluminación, que también funcionan por medio de generadores, con equipos
y materiales eléctricos importados especialmente para el proyecto, para alcanzar estándares americanos y europeos.
En tanto el aislamiento de los muros se refuerza por la utilización de calefacción que funciona en base a dos generadores de petróleo
(uno en uso y otro de reserva), instalados en los
patios del edificio junto con los estanques para
incendios, todos aislados con corazas de aluminio. Mientras, el resto de los equipos de aire
acondicionado –aislados para evitar ruidos-,
usados para disipar la energía emitida por el correlador, se encuentran en el segundo piso.
Las terminaciones tecnológicas incluyen el
traslado de antenas norteamericanas y japonesas, cuatro de
las cuales ya se encuentran en
el país, totalizando 66, considerando las europeas. Además
ya se cumplió con el chequeo
de las exigencias para los prototipos de los receptores que se ubicarán en las antenas en
cuanto a ancho de banda, ruido cercano al límite cuántico, y otros requerimientos técnicos
de primer nivel.
A todas luces, el proyecto resulta innovador y con tecnología de punta. Sin duda una
obra destinada a descubrir rincones inimaginables del Universo, rompiendo con las fronteras de lo conocido. Una construcción de
otro planeta. n
www.alma.cl
* ESO está integrada por Francia, Alemania, Italia,
España, Bélgica, Dinamarca, Países Bajos, Portugal,
Suiza, Suecia y Reino Unido.
EN SÍNTESIS
EN SÍNTESIS
La altura, las condiciones climáticas y las
exigencias constructivas de última tecnología se reúnen en el edificio técnico del
proyecto ALMA, a 5.000 metros sobre el
nivel del mar. En la construcción se instalará el sistema computacional encargado
de transmitir las señales de las más de 60
antenas receptoras que se ubicarán en el
Llano de Chajnantor, dando vida a uno
de los proyectos astronómicos más revolucionarios del mundo.
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