Un nuevo GPS basado en rayos cósmicos podría revolucionar la gestión de desastres

El nuevo sistema de posicionamiento, que utiliza partículas subatómicas producidas en lo alto de la atmósfera terrestre denominadas muones, podría proporcionar una vista del interior de los volcanes y ayudar a localizar a las personas atrapadas bajo los escombros luego de un desastre. Los investigadores que lo están desarrollando sostienen que la tecnología se puede miniaturizar para poder utilizarla en dispositivos pequeños, como por ejemplo los teléfonos inteligentes.

Una investigación liderada por la Universidad de Tokio, en Japón, ha empleado partículas elementales superrápidas generadas por los rayos cósmicos para “navegar” de forma inalámbrica bajo tierra: un sistema de estaciones terrestres de detección de estas partículas, llamadas muones, sincronizadas con un receptor subterráneo, permitió calcular la posición de una persona en el sótano de un edificio de seis pisos. 

Superando limitaciones

Como el GPS que conocemos no es capaz de penetrar la roca o el agua, esta nueva tecnología podría usarse en futuros esfuerzos de búsqueda y rescate frente a desastres naturales o catástrofes de diferentes características y magnitudes, por ejemplo para guiar vehículos autónomos bajo tierra y bajo el agua o, incluso, para monitorear volcanes submarinos en forma predictiva. De esta manera, el nuevo GPS “cósmico” significaría un notable salto hacia adelante con respecto a los sistemas actuales de posicionamiento global. 

El Sistema de Posicionamiento Global (GPS, según las siglas en inglés) ha cambiado para siempre nuestra forma de ubicarnos en cualquier punto del planeta, desde que en 1996 el entonces presidente estadounidense Bill Clinton decidió impulsar su uso civil, ya que previamente estaba disponible únicamente para las fuerzas militares. Sin embargo, aunque permite localizar cualquier objetivo con una enorme precisión en todo el planeta, su principal limitación es, como se mencionó previamente, que no funciona hacia el interior de ciertas estructuras o bajo el agua. 

 "Los muones de rayos cósmicos caen por igual sobre la Tierra y siempre viajan a la misma velocidad, independientemente de la materia que atraviesen, penetrando incluso kilómetros de roca. Ahora, mediante el uso de muones, hemos desarrollado un nuevo tipo de GPS, al que llamamos sistema de navegación inalámbrica muométrica (MuWNS), que funciona bajo tierra, en interiores y bajo el agua”, destacó en una nota de prensa el profesor Hiroyuki Tanaka, autor principal del nuevo estudio, publicado recientemente en la revista iScience.

Mayor precisión y adaptación a móviles

En comparación con el GPS convencional, un sistema de posicionamiento basado en muones podría ayudarnos a mirar en el interior de los volcanes, observar a través de las pirámides y ver la estructura interna de los ciclones, como han demostrado otras investigaciones previas que los han utilizado con fines estrictamente científicos. Los muones caen constantemente y con frecuencia en todo el mundo, con una incidencia de alrededor de 10.000 por metro cuadrado por minuto, y no se pueden manipular de ninguna forma.

Según Tanaka y su equipo, la precisión actual del sistema MuWNS se ubica entre 2 y 25 metros, con un alcance de hasta 100 metros, dependiendo de la profundidad y la velocidad de la persona que camina. Esto ya lo ubica por igual o levemente por encima de las cifras que obtiene el posicionamiento GPS de un solo punto, sobre el suelo y en áreas urbanas. Sin embargo, los investigadores planean llegar en breve a una precisión de un metro, siendo clave para esto la sincronización del tiempo.

Además, un aspecto crucial del nuevo sistema de GPS por rayos cósmicos es que podría llegar a adaptarse en un futuro cercano para aplicaciones en dispositivos móviles, como por ejemplo teléfonos inteligentes, ya que todos sus componentes se pueden miniaturizar. En situaciones de emergencia, una tecnología de este tipo podría marcar un antes y un después en la gestión de desastres y catástrofes. 

Referencia

First Navigation with Wireless Muometric Navigation System (MuWNS) in Indoor and Underground Environments. Hiroyuki K.M. Tanaka et al. iScience (2023). DOI:https://doi.org/10.1016/j.isci.2023.107000