Muografía, la técnica para ver el interior de las construcciones con partículas llegadas del espacio

En 1954 se encontró, enterrada en un foso de la Gran Pirámide de Guiza, una barca de madera de cedro desmontada en 1224 piezas. Cuando por fin se reconstruyó, tras diez años de trabajo en los que las piezas de la embarcación parecían las de un inmenso puzle, llegó el momento de hacer teorías. Lo más probable es que se tratase de una barca funeraria que en su día simbolizó el viaje del faraón Keops al más allá. 

Más de 4500 años después de su construcción, la Gran Pirámide de Guiza sigue deparando infinitas sorpresas. Parte del interior de la pirámide más grande y antigua de Egipto sigue siendo una incógnita, y se calcula que una gran cantidad de pasadizos y cámaras permanecen todavía sin descubrir.

Sin embargo, una nueva técnica de imagen promete mostrarnos qué hay dentro de las paredes de piedra caliza y granito de las pirámides sin necesidad de aventurarnos en su interior: se trata de la muografía, un sistema que utiliza partículas subatómicas llegadas del espacio para revelar que hay detrás de una superficie. 

Esta técnica, que permitió descubrir la cámara escondida que sirvió de tumba al faraón Keops, promete revolucionar no solo el estudio de la historia antigua, sino también la tecnología de la construcción. 

Muones caídos del espacio

La muografía y la tomografía muónica son técnicas de imagen que utilizan muones para analizar qué hay en el interior de una estructura – como, por ejemplo, las pirámides – de forma equiparable a como lo hacen los rayos X con nuestro cuerpo. Pero empecemos por el principio: ¿qué son los muones?

Los muones son partículas subatómicas que provienen de las capas superiores de la atmósfera de la Tierra. Allí se forman a partir de las colisiones entre los rayos cósmicos y los núcleos de los átomos. Llegan a la superficie terrestre casi a la velocidad de la luz y en grandes cantidades: se calcula que caen unos 10 000 por segundo en cada metro cuadrado. 

El golfo de México visto desde el espacio. NASA (Unsplash)

Esto implica que, mientras estás leyendo estas líneas, a tu alrededor están cayendo millones de muones que no puedes ver, y que apenas existen durante unos microsegundos. Y aún podemos ir más allá: estos muones también están atravesando tu cuerpo ahora mismo: las partículas tienen la capacidad de penetrar en las superficies, atravesando algunas tan densas como el acero o el hormigón. Esto es, precisamente, lo que los hace tan valiosos para la ciencia. 

Utilizando complejos sistemas, los físicos pueden calcular qué muones han atravesado una determinada superficie, lo que permite formar imágenes del interior de infraestructuras o materiales. De acuerdo con el Organismo Internacional de la Energía Atómica (IAEA), existen dos tipos de técnicas de imagen basadas en los muones: la muografía y la tomografía muónica. 

En ambos casos, la técnica se basa en comparar el funcionamiento de los muones al entrar en contacto con diferentes materiales. Estos atraviesan con facilidad los menos densos, y encuentran más dificultades cuando la densidad aumenta. Por ejemplo, penetran con mucha más facilidad el cuerpo humano que el cemento, y a su vez atraviesan mejor el cemento que el acero. 

Detectores para estudiar pirámides y volcanes

Años antes de que se utilizase para analizar el interior de la Gran Pirámide de Guiza, la muografía ya se había probado en otra: la pirámide Acodada de Dahshur, construida hace miles de años por el faraón Seneferu en lo que hoy es el sur del Cairo. En esta ocasión no se buscaba encontrar naves escondidas, sino comprobar la precisión de la técnica.

Pirámide acodada de Dahshur. Dmitri Zhodzishkii (Unsplash)

Se colocaron decenas de placas sensibles a los muones en el interior de la pirámide para confirmar que las imágenes resultantes evidenciaban la presencia de las dos cámaras funerarias ya conocidas. Al colocar este tipo de detectores en los lugares apropiados, se puede identificar dónde hay zonas vacías (que los muones atraviesan sin problema) y dónde se encuentran los materiales más densos (que los muones cruzan con más dificultad). 

Estas técnicas ofrecen una solución no invasiva, que permite conseguir información del interior de las estructuras sin necesidad de perforar o excavar. Su uso puede resultar muy interesante para analizar, por ejemplo, el interior de los volcanes y mejorar los sistemas de alerta temprana de erupciones.

Napoles a los pies del Vesubio. Francesco Baerhard (Unsplash).

Su principal inconveniente es el tiempo que se necesita para formar una imagen precisa gracias a los muones. En el caso de la prueba realizada en la Pirámide Acodada de Dahshur, fue necesario dejar 40 días de exposición antes de recoger las muestras. Pero se trata algo inevitable: es una limitación física, no tecnológica.

La muografía en la construcción

Las técnicas de creación de imagen basadas en muones pueden tener también aplicaciones muy útiles en el mundo de la construcción. Por ejemplo, en lo referente al mantenimiento. Actualmente, diferentes líneas de investigación estudian cómo utilizar los muones para detectar fallos en superficies e infraestructuras de hormigón.

Arco de La Défense en Puteaux, Francia, un edificio de hormigón. Pierre Châtel-Innocenti (Unsplash).

El uso de la muografía y la tomografía muónica permitiría detectar problemas que no son perceptibles a simple vista, como el desgaste del material o la presencia de grietas y cavidades. También serviría para asegurar que los refuerzos de otros materiales, como el metal o el acero, están en buenas condiciones.

Esto mejoraría la inspección de edificios e infraestructuras y podría prevenir derrumbes, algo que tendría un impacto social, económico y medioambiental muy importante en prácticamente todas las regiones del mundo. 

Hasta ahora, los muones se han utilizado para encontrar habitaciones creadas hace miles de años y poder reescribir la historia. Puede que, en unos años, sirvan también para mantener en pie otras infraestructuras que no ocupan titulares, pero resultan igualmente importantes.