En el Instituto de Física (IF) de la UNAM, un equipo de científicos desarrolla un detector de muones con la meta de hacer una “radiografía” del volcán Popocatépetl.
Así lo informó la Máxima Casa de Estudios a través de un comunicado, en el que añadió que los investigadores buscan también emplear una técnica complementaria para monitorear cualquier cambio en la actividad del coloso.
Piones y muones
“A escala mundial, ‘Don Goyo’ es uno de los volcanes que amenaza a la mayor cantidad de personas; una erupción afectaría a los millones de habitantes de los estados de México, Puebla, Morelos, Tlaxcala y, por supuesto, la Ciudad de México, como señalan los registros de grandes erupciones en el pasado. De ahí la importancia de vigilarlo de manera integral y de forma permanente”, apunta el documento.
Para ello pueden ser útiles los rayos cósmicos que llegan a la Tierra desde el Universo, compuestos en un 90 por ciento por núcleos de hidrógeno (protones), explicó Arturo Menchaca Rocha, investigador y exdirector del IF.
Este tipo de radiación -añadió- posee una energía tal que al “bombardear” la atmósfera terrestre se producen otras partículas. Inicialmente se trata de los llamados piones, de cuyo rápido decaimiento resultan los muones. Estos últimos son partículas penetrantes que constituyen la radiación de origen cósmico, cargada eléctricamente, más abundante, que incide sobre la superficie terrestre.
Menchaca Rocha detalló que la imagenología con rayos cósmicos es como una radiografía. Como sabemos, en estas últimas se emplean los rayos X. En este caso, el principio de funcionamiento es que la parte más densa de nuestro cuerpo absorbe más radiación, de manera que en la radiografía aparecen zonas más “blancas”, menos veladas, que corresponden a los huesos; “aquí es más o menos lo mismo, porque los muones se atenúan como función de la densidad de la materia que atraviesan”.
Esta técnica, empleada desde hace décadas para medir la densidad de objetos, es la misma que se usó para estudiar la pirámide del Sol, en Teotihuacan; la aplicación difiere porque los volcanes son enormes, y son dinámicos por estar activos, de manera que su interior cambia con el tiempo, por lo que se requieren detectores más grandes. “Lo que se necesita entonces es un monitor, un aparato sensible a los cambios”.
Chimenea volcánica
Hay un parámetro difícil de determinar para los vulcanólogos: la llamada chimenea volcánica, es decir, el conducto por donde asciende el magma y el “humo” hasta llegar al cráter, y que en muchos volcanes consiste en un complejo sistema de fisuras.
Hasta ahora, en México se han empleado otras técnicas de medición como la resistividad eléctrica para determinar las medidas de la chimenea. No obstante, alcanzan resoluciones menores, del orden de 100 metros. En contraste, los rayos cósmicos permiten una resolución de 20 metros, es decir, son más “sensibles” para determinar los cambios al interior del volcán.
El objetivo del equipo -que también lideran Jaime Urrutia Fucugauchi, investigador y exdirector del Instituto de Geofísica e integrante de la Junta de Gobierno de la UNAM, y Varlen Grabski, del IF-, es agregar información nueva, como las dimensiones y la estructura de la chimenea, así como monitorear posibles cambios en el domo y en el sistema de conductos magmáticos. “Proponemos un prototipo del detector, incluyendo su sistema de procesamiento de datos (adquisición, transferencia, análisis, etcétera)”.
Los muones atraviesan más fácilmente la chimenea mientras está vacía, por lo cual si se comenzara a llenar habría un cambio que se podría detectar mediante este sistema.
Así es el detector diseñado por la UNAM
El detector diseñado en la UNAM tiene tres planos con una superficie de 10 metros cuadrados cada uno; se conforman de 30 tubos rectangulares llenos de un líquido centellador. Cuando un muon atraviesa uno de ellos, en ese punto se produce una luz que es detectada, junto con su posición, por los sensores. Esa información se guarda en una computadora y luego de un tiempo se reconstruye la imagen del interior del volcán.
El prototipo probablemente estará colocado en la estación de monitoreo Tlamacas, a casi cuatro mil metros de altura sobre el nivel del mar, donde el IGF y el Centro Nacional de Prevención de Desastres ya tienen otros instrumentos; hay servicio de electricidad e internet y es la más cercana al cráter del volcán.
