Las limitaciones del sistema de posicionamiento global (GPS) son ampliamente conocidas: señales más débiles en latitudes elevadas, susceptibilidad a interferencias y dificultad para penetrar edificios, rocas o agua. Ahora, los investigadores de la Universidad de Tokio están superando estos obstáculos, innovando en el campo de la localización subterránea con el uso de partículas superrápidas llamadas muones.
Los muones, claves para la navegación subterránea
Estas partículas subatómicas, que llueven constantemente y de manera uniforme en todo el mundo (aproximadamente 10,000 por metro cuadrado por minuto), tienen la peculiaridad de atravesar la materia a la misma velocidad, incluso cuando esa materia es roca sólida, varios kilómetros de espesor. Esta capacidad ha permitido el desarrollo de un sistema de posicionamiento basado en muones, o muométrico (muPS), que puede funcionar en condiciones donde el GPS no lo hace: bajo tierra, en interiores y debajo del agua.
Los muones, que ya han demostrado su utilidad para explorar el interior de volcanes, pirámides y ciclones, son ahora la base de este nuevo sistema de navegación subterránea. Al inicio, el muPS estaba diseñado para detectar cambios en el fondo marino debido a la actividad de los volcanes submarinos y los movimientos tectónicos, y requería que el receptor estuviera conectado por cable a una estación terrestre.
Sin embargo, los avances recientes han permitido superar esta limitación. Los investigadores han implementado relojes de cuarzo de alta precisión para sincronizar las estaciones terrestres con el receptor, lo que permite medir el «tiempo de vuelo» de los muones y determinar las coordenadas del receptor. Esta innovación ha llevado al desarrollo del sistema de navegación inalámbrica muométrica (MuWNS).
Los resultados preliminares son prometedores. Pruebas realizadas en un edificio de seis pisos demostraron la capacidad del sistema MuWNS para localizar a un receptor portátil en el sótano del edificio, a medida que un «navegante» se movía lentamente por los pasillos subterráneos. Las mediciones registradas se utilizaron para calcular y confirmar la ruta seguida.
Potencial y desafíos del sistema MuWNS
El profesor Tanaka de la Universidad de Tokio señala que «la precisión del sistema MuWNS oscila entre 2 y 25 metros, con un alcance de hasta 100 metros, dependiendo de la profundidad y la velocidad del desplazamiento». Esta precisión es comparable, y en ocasiones mejor, que la del GPS en zonas urbanas. No obstante, el profesor Tanaka indica que se necesita lograr una precisión de un metro para que el sistema sea práctico.
La navegación subterránea basada en muones tiene un gran potencial. Con la excepción del reloj atómico, todos los componentes electrónicos del sistema pueden ser miniaturizados, lo que permitiría su integración en dispositivos portátiles como los teléfonos móviles. Además, en situaciones de emergencia, como el colapso de un edificio o una mina, la tecnología podría ser revolucionaria para los equipos de búsqueda y rescate.
La adopción más amplia de esta innovadora tecnología depende de los avances en la tecnología y los recursos financieros. El uso de relojes atómicos a escala de chip (CSAC) podría permitir una mayor precisión, pero actualmente son costosos. Sin embargo, se espera que su precio disminuya a medida que aumente su demanda, especialmente en dispositivos móviles.
