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Quien busque elementos subterráneos siguiendo las indicaciones de un pequeño peso colgado de un muelle parece tener más que ver con un personaje de Tintín que con la ciencia. Pero la microgravimetría no tiene nada de novelesco. Armados con péndulo y muelle y asesorados por precisas técnicas matemáticas, investigadores de la Universidad de Oviedo acaban de dibujar el trazado, desconocido hasta ahora, de una mina abandonada.
Establecer con gran precisión la existencia de cavidades en el subsuelo o hasta dónde llegan los niveles de agua subterránea para conocer el impacto de las extracciones hídricas son sólo algunas de las posibilidades de la microgravimetría. “En nuestro caso, utilizamos esta técnica para determinar si un terreno concreto es firme, o si corre peligro de desplome por la existencia de cavidades subterráneas”, explica José Paulino Fernández Álvarez, profesor de Geofísica e Hidrogeología de la Universidad de Oviedo.
El funcionamiento del microgravímetro se basa en que el “péndulo” que cuelga del muelle es atraído por la masa terrestre. Como indica Paulino Fernández, si el terreno no presenta oquedades la atracción será mayor, y viceversa. Pero, a pesar de esta sencillez, el dispositivo que contiene la masa y el muelle registra las variaciones con tal exactitud que los investigadores deben calcular la fuerza de la gravedad que ejercen edificios o colinas cercanos y descontarla de las mediciones. También es necesario considerar la cota de altura sobre el nivel del mar y eliminar cualquier vibración que pueda interferir en la medición.
“Una vez que corregimos los datos que hemos obtenido, verificamos si existen variaciones que indiquen posibles alteraciones subterráneas. En caso afirmativo, aplicamos un proceso matemático a los datos (inversión) que nos permite obtener una imagen del subsuelo que especifica la profundidad y extensión de las oquedades”, afirma Paulino Fernández.
Conocer la mina sin pisarla
Por medio de esta técnica, los investigadores que coordina Paulino Fernández han obtenido nueva información sobre el trazado de una mina de hierro abandonada en Gozón a la que no es posible acceder debido al estado en que se encuentra. Como explica el investigador, tras reunir la información geofísica y la obtenida a través de una extensa investigación archivística, “hemos elaborado una reconstrucción en tres dimensiones del interior de la mina. A raíz de este trabajo, hemos estimado las cotas de profundidad de algunas galerías y hemos despejado algunas incógnitas de su trazado y las contradicciones que existían en los planos parciales que existían hasta ahora”.
El investigador destaca que la información que ha generado este trabajo podrá aplicarse al diseño de planes de ordenación del territorio: “la mina podrá considerarse ahora un elemento más del patrimonio histórico y cultural de la zona, e incluso se puede planificar su posible rendimiento turístico”, afirma.
Altos hornos a examen
Uno de los quebraderos de cabeza de las compañías siderúrgicas es cómo evaluar cuál es el estado de los altos hornos sin necesidad de detener su funcionamiento. Y es que cuando se trata de grandes estructuras industriales como éstas, que operan en unas condiciones de temperatura tan exigentes como son los 1 500 ºC, un “parón” puede resultar muy costoso en términos de mantenimiento de la instalación. Por eso, los investigadores que dirige Paulino Fernández están poniendo a punto en colaboración con Arcelor-Mittal una técnica de ensayos sónicos (que permiten extraer datos a partir del sonido) no destructivos y que pueden llevarse a cabo con el alto horno en marcha.
Debido al desgaste, a lo largo de la vida del horno varía el espesor del material refractario que recubre el crisol (la parte inferior que está en contacto con el hierro arrábico, ya purificado a partir del mineral de hierro). “Hasta ahora, la empresa determinaba el nivel de desgaste a partir de mediciones de temperaturas, mientras que el sistema en el que estamos trabajando, y que complementará a los sistemas de medida existentes, consiste, básicamente, en que un sensor registra los tiempos de ida y vuelta del sonido que produce golpear la pared del alto horno con un martillo”, indica Paulino Fernández.
Unos tiempos de ida y vuelta que reflejan el espesor de la pared e, incluso, la existencia de posibles alteraciones internas de las paredes que pueden reducir la vida útil del horno. En sentido figurado, la investigación asturiana emite la frecuencia de ida; la de vuelta sería que esta técnica comenzara a utilizarse en diversas factorías del gigante siderúrgico, una posibilidad que contempla el investigador.
La Fundación BBVA ha galardonado al informático japonés, de la Universidad Carnegie Mellon (EE UU), por crear los algoritmos que permiten a las máquinas comprender las imágenes y procesar los movimientos. Sus técnicas están presentes en los coches autónomos, los drones y todos los robots con capacidad de visión, como los que se usan en cirugía.
Investigadores de la Universidad de León han aplicado redes neuronales artificiales a imágenes captadas con drones para reconocer, con un 95 % de acierto, la huella que dejaron las explotaciones auríferas de los romanos en el noroeste peninsular. El sistema se puede aplicar para reducir los riesgos asociados a las minas abandonadas, que causan pérdidas humanas y económicas en todo el mundo.
