Investigadores probando el georadar en una cantera de mármol de Macael

Investigadores del Departamento de Geología de la Universidad de Jaén han aplicado por primera vez el radar de penetración terrestre (GPR) o georadar a la detección de fracturas en el interior de un bloque de piedra extraído de la cantera, sin necesidad de abrirlo previamente. El efecto principal de estas roturas internas es que éste se rompa y no sirva para generar las placas o tablas que, posteriormente, se van a utilizar en la construcción de edificios. Con esta investigación, los expertos pretenden proporcionar a las empresas del sector una herramienta que les permita conocer la calidad interior del material antes de comprarlo.

La estructura interna de un bloque de piedra se puede analizar actualmente mediante los ultrasonidos, una técnica que, junto al georadar, se denomina no destructiva, es decir, que deja ver el interior de un edificio, de una estructura o de un bloque de piedra sin tener que romperlo. Sin embargo, señalan los investigadores, el proceso con ultrasonidos es tedioso ya que requiere una serie de comprobaciones y mediciones que dificultan y alargan la tarea de análisis.

La ventaja del georadar es la facilidad de uso. El dispositivo, dotado de una antena, rastrea la superficie del bloque al tiempo que va enviando señales electromagnéticas –como las que utilizan las redes móviles- que se propagan a través de la piedra.

Cuando hay una fisura, un hueco o un cambio de material, la señal provoca un rebote que la antena recoge y que, con ayuda de un programa informático, se transforma en información. Así se pueden conocer datos sobre el estado del material, la profundidad a la que se encuentra la rotura o las oquedades. “Con un simple análisis con el radar por la superficie se captan todas las señales necesarias para conocer el estado del bloque. Es un método muy rápido y sencillo de utilizar”, explica a la Fundación Descubre uno de los investigadores responsables de este proyecto, Pedro Vera, de la Universidad de Jaén.

Solución empresarial

Este estudio, cuyas conclusiones se recogen en el artículo ‘Ground-penetrating radar method used for the characterisation of ornamental stone quarries, publicado en la revista Construction and Building Materials, surge a raíz de una demanda tecnológica.

Investigadores probando el georadar en una cantera de mármol de Macael

Las empresas del sector del mármol asociadas al Centro Tecnológico Andaluz de la Piedra (CTAP) necesitaban una herramienta para conocer la calidad interior del bloque en origen, esto es, en la misma cantera, sin tener que partirlo. “Una fractura interna divide el bloque en dos dejando el material inservible ya que las tablas con las que se hacen las losas no se pueden extraer. Es un gasto económico que las empresas no se pueden permitir”, indica el experto.

El problema se agudiza cuando el material se compra fuera de España ya que, la mayoría de las veces, el traslado tiene un coste monetario superior al del propio producto. “En la actualidad, las empresas que trabajan la piedra tienen un problema: la compra en el extranjero. A pesar de las canteras de Macael (Almería) o Novelda (Alicante), hay que recurrir a países como Brasil, Turquía, China o Australia, productores naturales de otras variedades, por ejemplo, el granito verde, que no se dan aquí”, prosigue el investigador.

Aunque la compra se haga en el exterior, el proceso de transformación (corte, dimensiones, acabado) se hace en España. Así, la piedra se corta en el telar que es una sierra industrial que, con un hilo de diamante, va rasgando el bloque. Previamente, éste tiene que transportarse hasta el telar, una operación que requiere el uso de un puente grúa, una maquinaria que permite desplazar cargas pesadas. “El mayor inconveniente es que este proceso conlleva un coste económico que se pierde si el bloque está fracturado interiormente. Y, la mayoría de la veces, se compra sin saber lo que hay dentro”, aclara el autor del estudio.

Pruebas en vivo

Si bien la técnica de ultrasonidos ya se aplica al análisis interno de la piedra, el investigador señala que la mayoría de las empresas se basa en la experiencia personal a la hora de elegir los bloques. “Las compañías tienen expertos que clasifican el material en función de su aspecto exterior. Es como seleccionar melones. En ocasiones, hay fallos. Por ejemplo, con la piedra caliza, una variedad que, a simple vista, es perfecta pero que, por su propia naturaleza, tiende a formar cavidades en el interior”, comenta Pedro Vera.

Imagen Investigación yacimiento arqueológico. El dispositivo es utilizado para investigaciones arqueológicas

La eficacia del georadar ha sido probada tanto en un programa de simulación como en la realidad. “Una vez que comprobamos su utilidad en un modelo informático, experimentamos con bloques de una cantera de Macael. Seleccionamos unos cuantos, les pasamos el radar, procesamos las señales obtenidas y esperamos a que abrieran los bloques. Así pudimos verificar que lo que indicaba la herramienta era cierto”.

Este proyecto de investigación, financiado por la Consejería de Innovación, Ciencia y Empleo, se plantea como siguiente objetivo facilitar la movilidad del georadar hasta el lugar de origen de la piedra. Para ello, los expertos trabajan en el diseño de dispositivo móvil que incorpore la tecnología GPR, una antena de alta frecuencia del tamaño de una caja de zapatos cuadrada, y un software que analice las señales y proporcione información inmediata sobre las probabilidades de rotura del bloque.

Referencia:

2015. Rey, J. Martínez, P. Vera, N. Ruiz, F. Cañadas, V. Montiel. 2015. ‘Ground-penetrating radar method used for the characterisation of ornamental stone quarries”. Construction and Building Materials. Vol. 77 (2015) pp 439-447. http://dx.doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2014.12.076

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-Imagen Investigación yacimiento arqueológico. El dispositivo es utilizado para investigaciones arqueológicas.

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