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A primera vista se trata de una noticia digna de cualquier escenario apocalíptico: “Enorme pirámide mexicana podría colapsar como castillo de arena” (NewScientist), “Pirámide del Sol podría hundirse e incluso colapsarse” (Aristegui Noticias), “Hundimiento amenaza al mayor tesoro arqueológico de Teotihuacan” (La Vanguardia).

Efectivamente hay razones para pensarlo pero, para nuestra fortuna, también hay razones para matizarlo. “El posible colapso de la pirámide es solamente una teoría entre varias otras. Lo importante aquí es que estamos descubriendo el interior de la estructura”, dice Arturo Menchaca, el líder del proyecto e investigador del Instituto de Física.

Él y su equipo construyeron un detector de partículas de altas energías para estudiar el interior de la pirámide. Su objetivo, en un primer momento, era buscar huecos, bóvedas que pudieron haber usado los teotihuacanos para enterrar a sus gobernantes.

Antes de concluir el análisis, sería prematuro concluir sobre la existencia o inexistencia de ese tipo de cavidades. Sin embargo ninguno de los investigadores que participan en el proyecto podría decir que su trabajo, desarrollado a lo largo de 10 años, ha sido en vano.

Sus primeros resultados ya revelan aspectos internos de la pirámide que nunca habían sido observados. El más importante tiene que ver con su densidad, la raíz de la teoría del colapso.

¿Qué tan cierto es el riesgo del hundimiento? ¿A qué podría deberse? Y más allá del escenario catastrófico ¿qué significa medir la densidad de la estructura? ¿Qué hay detrás de la primera radiografía de la pirámide mexicana?

Muones, los protagonistas

La información que obtuvieron Menchaca y su equipo a partir de su experimento se debe a unas partículas conocidas como muones.

“Los muones son partículas cargadas eléctricamente, cuyas propiedades son similares a las de los electrones, excepto que son inestables (su vida media es de una millonésima de segundo) y 200 veces más masivos”, explican los integrantes del proyecto (también investigadores del Instituto de Física) Arnulfo Martínez, Rubén Alfaro, Ernesto Belmont y Matías Moreno, en un artículo de la Revista Digital Universitaria, publicado en 2004, cuando apenas estaban construyendo el detector.

De acuerdo con los científicos, los rayos cósmicos provenientes de objetos astronómicos como las supernovas atraviesan la atmósfera terrestre y se convierten en lluvia de partículas. Primero surgen los piones (π) que al decaer originan a los muones (µ), entre otras partículas.

Los muones “bañan” la superficie terrestre constantemente con un flujo de un muón por centímetro cuadrado por segundo.

La forma en la que los rayos cósmicos dan origen a los muones. Imagen: RDU.

“Lo relevante aquí es que (los muones) resultan tener una energía que les da la penetrabilidad adecuada para nuestro estudio y, por ser partículas cargadas, su atenuación está relacionada con la cantidad de materia atravesada”, afirman los autores.

Quiere decir que a pesar de que pueden atravesar prácticamente cualquier material, se comportan de forma distinta en función de la densidad de estos. Si se trata de materiales muy densos, no siguen una línea recta sino que sufren un fenómeno de deflexión (cambian de dirección).

Menchaca lo explica de forma simple: “Los muones son partículas oportunistas que cruzan más por donde hay poca materia y menos por donde hay mucha materia”. Esta característica ha sido aprovechada para explorar la densidad de distintas cosas: desde la nieve en las montañas de Australia hasta, más recientemente, el interior de minas y volcanes.

La detección de muones para explorar pirámides tampoco es nueva. Lo hizo Luis Álvarez, físico estadunidense ganador del Premio Nobel de Física en 1968, en la pirámide de Kefrén en Egipto en busca de huecos, túneles o entierros que, por cierto, nunca encontró.

No parecía descabellado utilizar los muones para buscar huecos funerarios en la Pirámide del Sol. Lo sorprendente es que en esa búsqueda los científicos mexicanos se toparon con algo distinto.

El detector: del túnel al aparador

Generalmente un detector de muones consiste en una serie de placas superpuestas. En este caso, de acuerdo con los integrantes del proyecto, se trata de un “sándwich” de placas: la primera y última “rebanadas” son placas de plástico centelleador capaces de eliminar la radiación ambiental y detectar los muones pues, a diferencia de la primera, estos producen señales en ambos centelladores.

En medio de estas dos placas, hay otros seis detectores multialambres (cada uno tiene 200 alambres separados entre sí) a los que se les aplica determinado voltaje.

Como las placas de los detectores de alambres están superpuestas en forma perpendicular, forman una red de pequeñas celdas que sirven como coordenadas. Así, cuando un muón los atraviesa, dado que es una partícula cargada, modifica el voltaje inicial y aparece un pulso eléctrico con el que se puede determinar su intensidad y sus coordenadas.

Para que funcionara, el detector debía colocarse al interior de la pirámide, lo que resultaba imposible tratándose de una estructura tan antigua y vulnerable.

Como si los mismos teotihuacanos hubieran previsto el problema, hicieron algo que es muy raro: construir su pirámide sobre un túnel de más de 100m de longitud y que llega cerca de su eje de simetría, y cuyo objetivo aún se desconoce.

El túnel que yace debajo de la pirámide desde el cual se pudieron detectar los muones.

Como servido en charola de plata, los investigadores aprovecharon el túnel para introducir el detector hasta casi el centro. Para ello, tuvieron que electrificarlo y encapsular el sistema de detección pues la humedad de la tierra podía dañar los instrumentos electrónicos.

Y entonces, una vez que estuvo instalado y después de algunas pruebas el (día exacto) encendieron el equipo. Durante 3 años, desde principios del 2010 hasta mediados del 2013, el aparato estuvo detectando muones. Una computadora calculó y guardó información de las trayectorias y, actualmente, los investigadores analizan los resultados para publicarlos este año.

Mientras tanto, el destino del detector está claro. Gracias a un acuerdo con el Instituto Nacional de Antropología e Historia, el aparato estará en el museo del sitio durante unos meses mientras se consiguen permisos y presupuesto para hacer algo similar en otras pirámides.

Son teorías, no evidencias de posibles catástrofes

Imaginémonos dentro del túnel en el centro de la pirámide viendo hacia arriba en busca de los muones oportunistas tal como si fuéramos el detector. “Lo único que podríamos ver en el escenario ideal -dice Menchaca- sería la cantidad de materia que hay entre nosotros y la superficie de la pirámide”.

Lo interesante es que, de acuerdo con lo que encontraron los investigadores, veríamos una cantidad de materia diferenciada.

Modelo de la densidad de la pirámide desde la perspectiva de un observador que se encuentre debajo de ella. Imagen: Memorias Conferencia Mundial de Rayos Cósmicos 2013.

Eso resulta más evidente a la hora de comparar sus resultados con lo que podía esperarse. Cuando compararon los datos del experimento con el modelo que muestra a la pirámide con una estructura interna homogénea, es decir, con la misma densidad en todos lados encontraron que la cara sur de la estructura tiene 20% menos densidad que la cara norte.

A la derecha, el modelo de la pirámide homogénea, y a la izquierda, la densidad de la pirámide que resultó del detector de muones.

¿Qué interpretaciones puede tener esta diferencia de densidad? Una, la más dramática y, de acuerdo con el físico, también la más lógica es que el lado menos denso esté seco (por la razón obvia de que la tierra mojada es más densa que la seca) y que el desequilibrio de masa pueda traer como consecuencia un hundimiento parecido al del subsuelo de la ciudad de México: pierde humedad, pierde densidad y entonces es cada vez más difícil sostener las edificaciones.

Aún en ese escenario hay que rastrear explicaciones. ¿Por qué estaría seco y, en consecuencia, menos denso un lado que el otro? Sin ser su área de especialidad, como buen científico, Menchaca tiene una hipótesis: hace 100 años por orden de Porfirio Díaz se llevó a cabo un proyecto de rescate de la zona arqueológica; colocaron cemento sobre las piedras de la pirámide, un material impermeable que pudo haber disminuido la infiltración de la lluvia y la humedad natural de la estructura.

Pero si se colocó cemento en toda la pirámide, ¿qué explicaría, de nuevo, que el lado sur estuviera más seco que el norte? "Cuando llueve, el agua cae sobre la pirámide en la misma cantidad por el norte, que por el sur. La mayor parte del líquido escurre hacia el piso por las caras de la pirámide, pero una fracción (desde hace 100 años, más pequeña) se filtra hacia su interior, debido a la porosidad de la superficie".

Y prosigue: "En ambas caras la humedad interna se escapa en forma de vapor por la misma porosidad. Sin embargo, Teotihuacan está en el hemisferio norte, por lo tanto el Sol ilumina durante mayor tiempo su lado sur. Es decir, el lado norte resulta ser un poco más frío, por lo tanto, evapora menos. De esta forma, la pirámide mantiene su humedad con mayor eficiencia en el lado norte que en el lado sur, que es más caliente".

De cualquier modo, el investigador enfatiza que la posible resequedad y la teoría del colapso es sólo una interpretación posible de entre muchas más: quien mandó construir la pirámide pudo haber pedido específicamente que pusieran más piedras de un lado que del otro o el diseño de la pirámide pudo haber incluido un gran hueco en el lado sur”, por ejemplo.

En cualquier caso, las interpretaciones ya no tienen que ver con el trabajo de los físicos sino con arqueólogos, historiadores, especialistas en suelos y en edificaciones, con quienes ya planean encontrarse.

En cuanto publiquen los resultados, el equipo del Instituto de Física se reunirá con los encargados del sitio arqueológico para que sean ellos quienes tomen las decisiones y las medidas preventivas que juzguen necesarias.

“Nosotros hicimos una radiografía pero eso es sólo la mitad de la chamba. Toca ahora a los arqueólogos investigar, con alguna técnica de excavación, para encontrar la explicación correcta para esa diferencia de densidad tan apreciable”, dice Menchaca.

“Nuestra tirada es convencer a quien sea que lea los resultados que nuestro detector es capaz de mostrar la estructura interna de la Pirámide del Sol”, concluye el investigador con una sonrisa que puede ser fácilmente interpretada como una “tirada” que ya ha dado en el blanco.

Parte del equipo de científicos dentro del túnel. Imagen: A. Menchaca.