Analizan volcanes de laboratorio mediante sensores Kinect

La Universidad Rey Juan Carlos, en colaboración con equipos de investigación de los grupos de volcano-tectónica del Área de Geología y de Computación de Altas Prestaciones y Optimización (CAPO), ambos pertenecientes al Computer Vision and Image Processing (CVIP) group de la URJC, ha desarrollo aplicaciones del sensor Kinect v2 para la medición precisa de experimentos en el laboratorio sobre la deformación de un volcán antes de su erupción.

Las erupciones volcánicas son producidas por la salida a la superficie terrestre del magma, una mezcla de rocas fundidas y gases, que asciende desde el interior del planeta. Para que se produzca una erupción, el magma debe abrirse camino entre las rocas, desplazándolas y rompiéndolas. Este proceso produce fenómenos naturales como terremotos, que pueden servir para pronosticar una erupción cuando son medidos por las redes de vigilancia volcánica. Pero la correcta interpretación de estas señales no es una tarea sencilla, por lo que es necesario conocer lo mejor posible el proceso.

Una de las técnicas utilizadas para estudiar estos fenómenos es la llamada modelización análoga, que consiste en la recreación en el laboratorio de fenómenos de la naturaleza, en escalas espaciales y temporales accesibles para los investigadores.

Estos sistemas se están estableciendo en los últimos años como una potente herramienta para estudiar la evolución de procesos naturales. Investigadores del Área de Geología de la URJC reproducen así procesos de deformación en volcanes en el laboratorio, utilizando conos de arena, como modelos de volcanes, y sirope como modelo del magma. El sirope entra desde la base del cono de arena, abriéndose camino hacia la superficie, como lo hace el magma en los volcanes reales antes de una erupción.

Unos de los parámetros más importantes que se deben medir en estos experimentos son los cambios en la superficie del volcán. Pero la medición en la vertical de estos cambios está suponiendo un reto en la modelización análoga de volcanes, debido a que los cambios en el laboratorio son muy pequeños (del orden de milímetros).

Una novedosa técnica propuesta recientemente para la monitorización de algunos modelos análogos de volcanes ha sido el uso del sensor Kinect v1. Este sensor, desarrollado inicialmente por Microsoft para el campo de los videojuegos, a través de su consola Xbox360, está adquiriendo en los últimos años un importante desarrollo en múltiples campos, como la fisioterapia, gracias a su capacidad de estimación de la profundidad en interiores, que puede ayudar a evaluar ejercicios en pacientes con ciertas disfunciones motoras.

El proyecto se ha mejorado en los últimos meses mediante el uso del modelo más moderno del sensor Kinect de Microsoft, la versión 2.0. Este dispositivo de adquisición de imágenes y profundidad tiene una precisión de aproximadamente un milímetro en los valores de profundidad que se manejan, y que permite capturar en tiempo real la deformación producida en los experimentos.

Además, los investigadores de la URJC han creado un software para poder controlar la adquisición de datos (velocidad y superficie) y volcarlos en formatos compatibles con los programas usados habitualmente para el estudio de la deformación, eliminando el complejo procesado que requieren otro tipo de técnicas.

Los resultados de estimación de la deformación de volcanes a escala que se están consiguiendo en el laboratorio con el sensor Kinect 2 proporcionarán importante información para comprender mejor el ascenso del magma a través de los volcanes reales.

Estos datos permitirán por un lado entender si el empuje del magma en erupciones antiguas ha podido cambiar la forma de algunos volcanes, como se ha propuesto por ejemplo en el volcán Teide (Tenerife, Islas Canarias). Además ayudarán a mejorar las interpretaciones de las señales de deformación obtenidas por las redes de vigilancia volcánica en futuras erupciones.