CÍRCULO DE INVESTIGACIÓN

SOLUCIONES TECNOLÓGICAS PARA LA IDENTIFICACIÓN DE LAS RAÍCES DE CARAL

TÍTULO DE LA PROPUESTA: Círculo de Soluciones Tecnológicas para la Identificación de las Raíces de Caral: Holografía Terrestre mediante Geo Radares y Refractómetros en zonas circundantes a la ciudadela arqueológica.

Área Prioritaria: Tecnología de la Información y Comunicación.

Duración de la Propuesta:Fecha de inicio: Enero 2016Fecha de término: Diciembre 2018Duración: 36 meses

Presupuesto Total de la Propuesta: Aporte FONDECYT:Aporte Entidades:

ENTIDADES INTEGRANTES DEL CÍRCULO

1. Nombre de la Institución: Proyecto Especial Arqueológico Caral-SupeTiene a su cargo la orientación y coordinación de los trabajos de campo de las entidades socias en la zona de Caral y la evaluación de los avances y de los resultados exploratorios del proyecto.

2. Nombre de la Institución: Instituto Nacional de Investigación y Capacitación de Telecomunicaciones de la Universidad Nacional de IngenieríaTiene a su cargo la coordinación y conducción de los trabajos con Geo Radar y los procesamientos de datos correspondientes.

3. Nombre de la Institución: Facultad de Ingeniería Civil de la Universidad Nacional de IngenieríaTiene a su cargo la coordinación y conducción de los trabajos con Refractómetros y los procesamientos de datos correspondientes.

PROPUESTA DEL CÍRCULO

Título de la Propuesta del Círculo:Holografía terrestre en áreas adyacentes a la ciudadela arqueológica de Caral utilizando Geo Radares y Refractómetros: realización de toma de datos, procesamiento de los datos, contraste de resultados, elaboración de hologramas.

Línea de investigación de la propuesta:La propuesta persigue contribuir a las investigaciones arqueológicas haciendo uso de las tecnologías de información y comunicación para elaborar gráficos tridimensionales del interior de la tierra en un espacio de quince metros de profundidad debajo del suelo. Se aplicará dos métodos independientes y complementarios, consistentes en el uso de Radares de Penetración Terrestre por un lado y de Refractómetros de Prospección Sísmica por otro, para la detección de volúmenes de diferentes índices de refracción en el espacio a explorar.

Objetivo general de la propuesta:Elaborar hologramas terrestres con una profundidad de quince metros de profundidad en áreas arqueológicas predeterminadas de Caral mediante Geo Radares y Refractómetros.

Vinculación de la propuesta a grupos de interés o población potencialmente beneficiaria:La propuesta contribuye a responder interrogantes acerca de los peruanos que habitaron la zona de Caral hace cinco mil años. La propuesta beneficia los intereses culturales del país y valora potencialmente la identificación de las raíces de los peruanos.

Temas de tesis vinculados a la propuesta: Tesis de grado sobre métodos y técnicas de teledetección de cambios refractivos del

subsuelo con Radares de Penetración Terrestre en la banda de UHF. Tesis de grado sobre técnicas de teledetección de ecos del subsuelo utilizando GPR con

doble polarización en la banda de UHF. Tesis de maestría sobre procesamiento de datos para construir hologramas terrestres en

la banda de UHF. Tesis de grado sobre métodos y técnicas de determinación de velocidades de

propagación de ondas sísmicas en el subsuelo utilizando Refractómetros. Tesis de maestría sobre procesamiento de datos para construir imágenes 3D del

subsuelo de Caral utilizando Refractómetros. Tesis para correlacionar los resultados holográficos del subsuelo de Caral basados en

Geo Radar y Refractómetros.

Experiencias de colaboración interinstitucional:Se han realizado en el mes de setiembre del 2015 “Ensayos Geofísicos en la Zona Arqueológica de Caral-Supe” que cubrieron superficies de cuatro hectáreas

aproximadamente. Ha sido un trabajo conjunto del Rectorado de la Universidad Nacional de Ingeniería, el INICTEL-UNI y la Dirección del Proyecto Arqueológico de Caral Supe.

GENERACIÓN DE DERECHOS DE PROPIEDAD INTELECTUAL. TRANSFERENCIA DE RESULTADOS. Los resultados de los trabajos que arroja este proyecto son propiedad del Proyecto

Especial Arqueológico Caral-Supe. Las técnicas, métodos y procesamientos vinculados al trabajo con Geo Radares son

propiedad del Inictel-Uni. Las técnicas, métodos y procesamientos vinculados al trabajo con Refractómetros son

propiedad de la Facultad de Ingeniería Civil de la UNI.

PROYECTO DE INVESTIGACIÓN 1: HOLOGRAFÍA TERRESTRE EN LA ZONA ARQUEOLÓGICA DE CARAL

UTILIZANDO GEO RADARES EN LA BANDA DE UHF y VHF

TÍTULO DEL PROYECTO: Holografía terrestre en la zona arqueológica de Caral utilizando Geo Radares en la banda de UHF y VHF.

RESUMEN:El presente proyecto tiene como propósito principal realizar holografía terrestre utilizando Geo Radares para construir imágenes tridimensionales debajo del suelo en distintos emplazamientos del complejo arqueológico de Caral, cubriendo un total de 30 Hectáreas.

Partiendo de la adquisición de un Geo Radar a la frecuencia de 440 MHz, se conducen experimentos de retrodispersión cuidadosamente planeados en los lugares previamente determinados del complejo arqueológico de Caral. Paralelamente, se construye un radar de penetración terrestre de doble polarización a la frecuencia de 220 MHz que es utilizado, una vez ensamblado, en pruebas de campo como opción alternativa. Los ecos se guardan en una computadora portátil junto con la información de la posición en la que son detectados.

Los datos adquiridos son procesados posteriormente en los laboratorios del Inictel-Uni para el levantamiento de imágenes tridimensionales del subsuelo que muestran los perfiles de sedimentos y los contornos de edificaciones enterradas.

ANTECEDENTESCaral, patrimonio cultural de la humanidad, sede arqueológica de una civilización de 4600 años de antigüedad, se presenta como un conjunto de asentamientos urbanos en el valle de Supe, en la provincia de Barranca. El centro más importante de Caral está representado por “grandes monumentos de carácter religioso, las pirámides, con sus plazas, atrios y altares del fuego sagrado”. La ciudad sagrada se viene trabajando arqueológicamente desde hace

más de veinte años y se han alcanzado hallazgos significativos que afirman su trascendencia cultural.

Todavía hay mucho por explorar y preguntas por responder acerca de esta antigua civilización. Con el empleo de radares de penetración terrestre, el desarrollo de un elaborado programa de mediciones en el sitio arqueológico, de procesamientos de señales electromagnéticas, se puede lograr imágenes tridimensionales debajo de la superficie del suelo que permite el levantamiento de planos previos a las excavaciones.

Figura 1. Vista panorámica del centro arqueológico de Caral

Hay numerosos ejemplos del uso del Geo radar en exploraciones arqueológicas, (Daniels 2004) menciona varios casos como la de la Abadía de Fountains en el Reino Unido, la de Saqqara, Egipto, realizada en 1990, que detecta un templo enterrado en el desierto, la de la cripta enterrada de la Catedral de Valencia donde se utilizan dos Geo radares de diferente profundidad (500Mhz y 100MHz) y se confecciona una imagen tridimensional de la cripta. En la isla de Chipre se realiza el mapeo de un templo romano en la zona de Pyla-Koutsopetria (Gill A.A., 2011).

Sin entrar en los detalles técnicos de los sistemas de Geo Radar para exploración del subsuelo, la revisión de los trabajos de investigación basados en holografía terrestre presentan una lista de publicaciones que datan del periodo desde 1995 hasta 2014 y que, en su conjunto, muestran un panorama del estado actual de la investigación y desarrollo.

Los Geo Radares comerciales para fines de arqueología tienen una penetración alrededor de diez metros para frecuencias de 440 MHz con una resolución de treinta y cinco centímetros.

Esta profundidad va aumentando en la medida que la frecuencia disminuye. Sin embargo, al disminuir la frecuencia, empeora la resolución, es decir los detalles pequeños no son detectados a frecuencias bajas. Hay dos tipos de estos radares: los Radares de Pulsos y los Radares de Frecuencia Modulada. Estos dos tipos son más o menos equivalentes, teniendo mejor definición los de frecuencia modulada.

En los círculos de investigación se están proponiendo radares con modulación de frecuencia escalonada [Langman, 2002] y con doble polarización que permiten mejorar la resolución con respecto a los radares comerciales [Tseedulam, 2009]. Esto anticipa un perfeccionamiento de los Geo Radares y una mejora en los resultados de las imágenes terrestres. En ese sentido, la propuesta de construir un Geo Radar de doble polarización a 220 MHz ha de permitir una alternativa de redundancia en las exploraciones.

JUSTIFICACIÓNUn profesor de arqueología habría dicho: “reconstruimos la vida de los pueblos para reconocernos a nosotros mismos”. El principio que inspira la presente propuesta de investigación responde a la aspiración de todo peruano de identificar sus raíces, de recuperar la sabiduría ganada por sus antepasados en el reto de dominar su entorno de vida.

En el Proyecto Arqueológico de Caral hay interrogantes por responder acerca de los peruanos que habitaron esa zona hace cinco mil años. El presente proyecto persigue contribuir a las investigaciones arqueológicas haciendo uso de los Geo Radares para elaborar gráficos tridimensionales del interior de la tierra en un espacio de quince metros de profundidad debajo del suelo.

La razón por la que se propone utilizar dos Geo Radares para la exploración es motivada por el propósito de asegurar la resolución y la profundidad de los cambios refractivos en el subsuelo. Un Radar de 440 MHz puede penetrar 10 metros o algo más y tiene una resolución de 35 centímetros. Un Radar de 220 MHz puede penetrar hasta 25 metros de profundidad con una resolución de 70 centímetros. Es importante la profundidad pero también la capacidad de detectar detalles pequeños.

PROBLEMA IDENTIFICADOEn lo que respecta a la exploración con Geo Radares, se plantea atender las necesidades de exploración arqueológica de Caral en las zonas circundantes a la ciudadela. El área de exploración se amplía y es importante dosificar recursos mediante una búsqueda previa con medios electrónicos.

Se pueden enumerar algunos problemas como la distribución de sedimentos que despejarían preguntas acerca de las causas aluvionicas

HIPÓTESIS SUPUESTOS

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN. PLAN EXPERIMENTAL

La idea básica del sistema holográfico es la de transmitir una onda electromagnética en la dirección normal a la superficie terrestre, esperar que la onda penetre verticalmente, que encuentre en su trayectoria algún cambio en las propiedades eléctricas de la tierra, que se produzca un rebote parcial o total de la onda. El rebote debe regresar y ser capturado por la antena receptora. La onda recibida es procesada en términos de las propiedades de la onda (Figura 2). En principio, la onda recibida lleva información de la profundidad en que ocurrió el rebote. Si el conjunto antena transmisora - receptora se desplaza sobre la superficie de la tierra y si en cada posición se toman muestras de las ondas recibidas por el radar, se puede conseguir un mapeo tridimensional de las masas terrestres que han hecho rebotar a la onda penetrante. Las estrategias de desplazamiento de las antenas sobre la superficie terrestre pueden variar según el tipo de experimento que se quiere realizar.

Figura 2. El Radar de Penetración Terrestre y trayectoria de la onda en la tierra.

RESULTADOS ESPERADOS

IMPACTOS DE LOS RESULTADOS INSTITUCIONALES, ECONÓMICOS Y AMBIENTALES.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS.

PROYECTO DE INVESTIGACIÓN 2: RIESGO SÍSMICO EN LA ZONA ARQUEOLÓGICA DE CARAL

TÍTULO DEL PROYECTO: DETERMINACIÓN DEL RIESGO SÍSMICO EN LA ZONA ARQUEOLÓGICA DE CARAL

RESUMEN:(Objetivos y resultados esperados, síntesis del problema, marco teórico, metodología)

La presente investigación permite determinar la amplificación de las ondas sísmicas en el suelo, lo que previene daños de sismos que puedan ocurrir en la zona arqueológica de Caral. Se propone un mapa de microzonificación sísmica necesario para el reordenamiento territorial.

Los eventos sísmicos originan el aumento de la aceleración en la superficie del terreno comparada con la aceleración en la roca a profundidad, aspecto que se denomina amplificación de las ondas. Las mayores evidencias a nivel internacional y local confirman que las amplificaciones de las ondas sísmicas son responsables de la mayor cantidad de pérdida de vidas humanas y daños materiales.

La metodología utilizada para determinar la amplificación sísmica en la zona arqueológica de Caral considera la realización de ensayos geofísicos MASW, MAM, Refracción Sísmica, tomografía eléctrica y Georadar (GPR).

ANTECEDENTES

JUSTIFICACIÓN

PROBLEMA IDENTIFICADO

HIPÓTESIS SUPUESTOS

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN. PLAN EXPERIMENTAL

RESULTADOS ESPERADOS

IMPACTOS DE LOS RESULTADOS INSTITUCIONALES, ECONÓMICOS Y AMBIENTALES.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS