Detector de muones para IGME-CSIC
Desarrollo de un detector de muones inspirado en instrumentación compacta popularizada por MIT y adaptado por Pleeda para investigación aplicada, con el objetivo de monitorizar variaciones de intensidad de muones como posible indicador precursor en estudios sísmicos.
Publicado el 16.01.2024 por Pleeda Team
Características principales
- Instrumento compacto para conteo de muones basado en centelleo y electrónica de adquisición dedicada.
- Equipo alimentado por batería y diseñado con criterios de bajo consumo para campañas prolongadas.
- Electrónica optimizada para acondicionamiento de señal y conteo estable de partículas.
- Objetivo de autonomía de hasta 30 días en instalación subterránea, a decenas de metros de profundidad.
Acerca del cliente
El proyecto se desarrolló para IGME-CSIC, dentro de un contexto de investigación en instrumentación científica aplicada a geofísica. El objetivo no era construir un equipo comercial genérico, sino una herramienta experimental capaz de registrar eventos de muones con suficiente estabilidad como para estudiar su comportamiento en campañas de medida prolongadas.
La hipótesis de trabajo consistía en analizar si podían observarse variaciones en la intensidad de muones asociadas a procesos geofísicos previos a eventos sísmicos. Se trataba, por tanto, de una línea de investigación exploratoria orientada a detección y correlación de señales, no de un sistema cerrado de predicción sísmica.
Problema planteado
El cliente necesitaba un instrumento propio para capturar y registrar muones de forma compacta, robusta y reproducible, adaptado a un uso controlado y a requisitos de investigación concretos.
Los retos principales eran:
- Disponer de una base electrónica fiable para conteo de eventos de partículas.
- Mejorar la calidad de adquisición respecto a aproximaciones puramente educativas.
- Facilitar campañas de medida continuas y comparables en el tiempo.
- Conseguir una solución de bajo consumo capaz de operar con batería durante largos periodos.
- Alcanzar un objetivo de autonomía de 30 días bajo la cueva, a decenas de metros de profundidad, minimizando intervenciones.
- Construir una plataforma flexible para posteriores iteraciones y validaciones experimentales.
Solución propuesta
Pleeda desarrolló un detector de muones inspirado en la filosofía de detectores compactos de centelleo con lectura mediante sensores ópticos de estado sólido, pero adaptando la electrónica y la integración del sistema al contexto del proyecto.
La solución se articuló alrededor de varios bloques técnicos:
- Captación del evento mediante un sistema de detección tipo centelleador, adecuado para registrar el paso de partículas cargadas.
- Acondicionamiento analógico de señal, para discriminar correctamente pulsos útiles frente a ruido y mejorar la estabilidad del conteo.
- Electrónica de adquisición y conteo, preparada para registrar eventos de forma consistente durante periodos prolongados.
- Arquitectura de bajo consumo alimentada por batería, pensada para campañas de monitorización prolongadas sin acceso frecuente al equipo.
Además, el diseño se orientó desde el inicio a un reto operativo muy concreto: mantener el instrumento funcionando durante 30 días en una cueva, a decenas de metros de profundidad, donde la reposición de batería o las intervenciones frecuentes penalizaban fuertemente la campaña.
Pleeda reforzó la solución en aspectos críticos para un uso experimental serio: robustez electrónica, limpieza de señal, repetibilidad del conteo y una integración más orientada a campaña científica de larga duración.
Resultado técnico
El resultado fue una plataforma instrumental válida para estudios de monitorización de muones en entorno real, pensada para obtener medidas consistentes y comparables en campañas experimentales.
Desde el punto de vista técnico, el valor del desarrollo estuvo en:
- Convertir una inspiración académica en una herramienta más utilizable para investigación aplicada.
- Mejorar la estabilidad de adquisición frente a montajes de laboratorio más básicos.
- Facilitar campañas experimentales más controladas y comparables.
- Proporcionar a IGME-CSIC una base propia sobre la que iterar nuevas versiones del instrumento.
En este tipo de proyectos, la clave no está solo en “detectar muones”, sino en hacerlo con una electrónica suficientemente consistente como para que los datos tengan valor experimental.
Conclusión
Para IGME-CSIC, Pleeda desarrolló un detector de muones inspirado en publicaciones del MIT y adaptado a un contexto de investigación geofísica. El objetivo del instrumento fue estudiar si ciertos cambios en la intensidad de muones podían servir como señal precursora potencial dentro de campañas de observación relacionadas con actividad sísmica.
La aportación de Pleeda estuvo en transformar una referencia académica en un equipo más sólido desde el punto de vista electrónico, orientado a adquisición estable, repetibilidad y utilidad científica real.
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