Por Canuto  

Un método probado en Suiza logró identificar fuentes radiactivas únicas y mixtas durante sobrevuelos de helicóptero de seis segundos, con una localización de hasta dos metros y cálculos acelerados de días a microsegundos.

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  • El sistema estima la identidad, la actividad y la ubicación de fuentes radiactivas, incluso cuando las señales llegan débiles y distorsionadas.
  • Las pruebas de campo se realizaron en Suiza con un helicóptero militar que voló a 30 metros de altura y llevaba un detector en la bodega.
  • Separar las simulaciones de dispersión en el aire y en la aeronave redujo drásticamente el procesamiento y permitió aplicar análisis bayesiano.

 

Un nuevo sistema de análisis logró identificar fuentes radiactivas únicas y mezcladas durante sobrevuelos de helicóptero de apenas seis segundos, y estimó su ubicación con una precisión de hasta dos metros. El método también calculó la actividad de las fuentes con resultados dentro de dos puntos porcentuales de sus valores reales, según una investigación vinculada a la Universidad de Michigan y al Instituto Paul Scherrer.

La técnica apunta a un problema práctico de la respuesta radiológica: obtener información útil cuando el acceso terrestre resulta difícil o peligroso. Los datos recogidos desde el aire podrían ayudar a los equipos de emergencia a definir qué zonas requieren evacuación, refugio u otras medidas de protección, como el uso de yoduro de potasio para proteger la tiroides.

Una señal que pierde su huella

Los materiales radiactivos emiten rayos gamma con niveles de energía característicos, una especie de firma que permite distinguir un radionúclido de otro. Pero la señal cambia antes de llegar al detector instalado en una aeronave: los rayos chocan con el aire y con partes del helicóptero, y esas interacciones desplazan la energía y hacen menos nítida la huella original.

La dificultad se agrava porque un detector aéreo capta solo una fracción pequeña de los rayos gamma que emite una fuente durante un sobrevuelo de una sola pasada. Para interpretar ese registro incompleto, los investigadores comparan el espectro medido con plantillas simuladas que anticipan cómo se vería una fuente específica bajo ciertas condiciones de vuelo.

Generar esas plantillas mediante simulaciones detalladas puede consumir horas o incluso días, un plazo poco práctico después de un accidente nuclear o de una detonación que disperse material radiactivo. Además, en una crisis no siempre hay tiempo para calibrar el sistema con precisión para cada condición ambiental, aunque la interpretación dependa de factores como la trayectoria de la señal.

David Breitenmoser, investigador posdoctoral de ingeniería nuclear y ciencias radiológicas de la Universidad de Michigan y autor principal del estudio, señaló que la posibilidad de mejorar las decisiones de los equipos de emergencia motivó el trabajo. La meta, explicó, es que mediciones más rápidas y mejor fundamentadas contribuyan a proteger vidas, no solo a producir una lectura técnica más detallada.

Separar la física para acelerar el análisis

El equipo redujo el tiempo de cálculo al dividir el recorrido de los rayos gamma en dos etapas: la dispersión que ocurre en la atmósfera y la que se produce dentro de la aeronave. En lugar de simular todo el proceso como un único problema complejo, el método trata cada parte por separado y aprovecha cálculos preparados con anterioridad para describir la respuesta del helicóptero.

La etapa atmosférica incorpora condiciones como la temperatura y la humedad del aire, mientras que la respuesta de la aeronave utiliza funciones matemáticas precalculadas para el modelo de helicóptero empleado en las pruebas. Esa separación permite conservar elementos físicos relevantes y, a la vez, evitar que cada nuevo análisis tenga que rehacer desde cero simulaciones extensas.

Según Breitenmoser, reorganizar la manera de representar la física permitió que cálculos que antes tardaban horas o días pudieran evaluarse en microsegundos. El avance no dependió simplemente de sumar potencia computacional: al descomponer el transporte de los rayos en aire y aeronave, el equipo hizo factible procesar con rapidez una gran cantidad de espectros posibles.

Con esa velocidad, los investigadores pudieron aplicar un análisis bayesiano y contrastar miles de plantillas espectrales con los datos recogidos durante el vuelo. El método actualiza la confianza estadística en las posibles explicaciones de la señal y ayuda a determinar qué fuente radiactiva se encuentra debajo, incluso cuando la medición está borrosa.

Pruebas en Suiza y posibles usos

El equipo puso a prueba el sistema en Suiza con un helicóptero militar que llevaba un detector de radiación instalado en la bodega de carga. Los investigadores ubicaron fuentes radiactivas conocidas en tierra, incluidas algunas mezclas, y realizaron sobrevuelos de una sola pasada a 30 metros sobre el suelo.

En esas pruebas, el método identificó el radionúclido, estimó su actividad y ubicó la fuente, incluso cuando la señal registrada era débil y estaba muy distorsionada. La investigación reportó una localización dentro de dos metros y estimaciones de actividad a dos puntos porcentuales de los valores reales.

La rapidez y la precisión podrían ser relevantes después de una emergencia, cuando las autoridades necesitan determinar qué sectores deben evacuar o dónde conviene recomendar refugio. En algunos escenarios, las mediciones aéreas pueden ser la única forma de acceder a un área, por lo que la capacidad de obtener información sin desplegar primero equipos en tierra ofrece una herramienta para orientar las decisiones iniciales.

El uso potencial no se limita a accidentes o ataques radiológicos. Los investigadores también mencionan el monitoreo periódico alrededor de instalaciones nucleares, la vigilancia ambiental, las tareas de remediación y la exploración mineral; Breitenmoser destacó que la combinación de velocidad y detalle cuantitativo podría mejorar tanto la respuesta de emergencia como el seguimiento rutinario.

El estudio, titulado “Quantitative mobile gamma-ray spectrometry through Bayesian inference”, se publicó en línea el 26 de octubre de 2026 en Nature Communications (DOI: 10.1038/s41467-026-XXXXX-X). Contó en parte con apoyo del Inspectorado Federal Suizo de Seguridad Nuclear, mediante las subvenciones CTR00836 y CTR00491. La técnica probada dependió de funciones precalculadas para el modelo de helicóptero utilizado, de modo que su aplicación en otras aeronaves requeriría adaptar esa respuesta matemática a las características del equipo correspondiente.

Imagen original de DiarioBitcoin, creada con inteligencia artificial, de uso libre, licenciada bajo Dominio Público

Este artículo fue escrito por un redactor de contenido de IA




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