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Desarrollan un modelo matemático para optimizar las medidas de conservación de la Cueva de Altamira

Un estudio interdisciplinar en el que participan investigadores de la Universidad de Alicante (UA) ha desarrollado un modelo matemático que aborda la compleja interrelación entre clima, suelo, roca y actividades humanas y su impacto en las condiciones ambientales de la Cueva de Altamira.

Gráfico que muestra los niveles de CO2 en la cueva de Altamira. La línea en negro representa los periodos de monitorización in situ de parámetros en la cueva. Las líneas en colores morado y amarillo corresponden a los resultados de aplicar el modelo predictivo bajo las diferentes condiciones posibles. En el gráfico se aprecia el incremento que se produjo en las décadas de 1950 a 1980 cuando la afluencia de público fue más elevada (en verde).

La investigación ha sido realizada por científicos del Museo Nacional de Ciencias Naturales (MNCN) y el Instituto Geológico y Minero (IGME), ambos del CSIC, y además de la Universidad de Alicante, participan la de Almería y la de Toulouse (Francia).

El estudio parte de la tesis de la doctora de la Universidad de Alicante, Marina Sáez en la que se aplicó por primera vez un modelo no lineal matemático en dos cuevas, la del Rull (en Alicante) y la de Altamira, donde se ha continuado desarrollando, para prever el comportamiento de las humedades y el CO2. En otras cavidades cavidades kársticas. Para ello se utilizó una técnica de modelado global para reconstruir el pasado y proyectar escenarios futuros de concentración de CO2 en la cueva. Los resultados obtenidos del estudio franco-español, aplicables a otras cavidades, permiten establecer las medidas para seguir conservando el patrimonio cultural de Altamira adelantándose a los cambios del clima que previsiblemente modificarán sus condiciones ambientales.

“A partir de las series de datos obtenidas dentro la Cueva de Altamira entre 1996 y 2012 hemos utilizado técnicas avanzadas de modelización matemática para comprender y predecir la dinámica de la concentración de CO2 en la atmósfera de la cavidad”, explica el investigador del MNCN, Sergio Sánchez-Moral. “Los factores clave en los que se basa el modelo son las mediciones in situ de la temperatura y la humedad del suelo exterior y la temperatura y concentración de CO2 dentro de la cueva”, continúa. Además, al incorporar al modelo fuentes de datos externas procedentes de series temporales de imágenes de satélite se ha conseguido simular el comportamiento de la concentración de CO2 en la cueva bajo diferentes condiciones climáticas y validar los resultados con los datos reales.

La aportación del profesor investigador de la Universidad de Alicante que ha participado en el proyecto, David Benavente, ha sido el análisis y la validación de los resultados obtenidos con el modelo matemático desde el punto de vista geológico y geoquímico.

El equipo ha desarrollado las ecuaciones dinámicas que controlan la variabilidad temporal y espacial de los flujos de intercambio de gases, energía y materia entre el ambiente exterior y el medio subterráneo. Este enfoque les ha permitido desarrollar el modelo que simula y analiza las interacciones entre estos factores y tiene en cuenta las influencias tanto internas como externas en el microclima de la cueva. Según Sanchez-Moral: “el modelo matemático nos aporta información crucial sobre la relación e interacción entre el clima externo y el subterráneo que es clave para el mantenimiento de la estabilidad ambiental de la cavidad y, por tanto, para conservar el valioso patrimonio cultural que alberga”.

La formulación algebraica de los modelos obtenidos confirmó que los principales impulsores del microclima de la cueva son la temperatura exterior, la humedad del suelo-roca y la actividad humana en su interior. Los resultados del estudio resaltan el impacto significativo de la actividad humana en la cueva, particularmente intensa durante el período 1950-1970. “La elevada afluencia de visitantes durante ese período de bajas temperaturas externas, hizo que se acumulara gran cantidad de CO2 en su interior favoreciendo los procesos de condensación sobre el techo y la consiguiente corrosión de la roca que sirve de soporte a las pinturas, de ahí que fuera imprescindible tomar medidas para reducir el impacto que las visitas estaban produciendo”, apunta Soledad Cuezva, investigadora de IGME. Además, el estudio proyecta desafíos futuros, especialmente en el contexto del cambio climático que implicará un aumento en la concentración de CO2 y que agravará los riesgos de corrosión y deterioro de las representaciones artísticas.

Protección del patrimonio

Las pinturas rupestres son el primer aspecto que despierta el interés de la sociedad por conservar los ecosistemas cavernarios. Sin embargo, más allá del componente cultural, las cuevas son entornos en los que sobreviven especies adaptadas a unas condiciones ambientales muy concretas y que contienen formaciones geológicas, espeleotemas, que nos permiten, entre otras cosas, reconstruir cómo fue el clima del pasado. Proteger tanto la biología como la geología de estos espacios pasa por desarrollar prácticas de gestión sostenible.

Esta investigación pone de relieve la importancia de comprender y monitorear la dinámica de la atmósfera de las cuevas, considerando las influencias naturales y antropogénicas. En este sentido la integración de diferentes disciplinas es fundamental para diseñar estrategias de conservación que mitiguen los riesgos potenciales para el patrimonio natural y cultural de las cuevas.

Ejemplo de las pinturas rupestres de la cueva de Altamira.

Referencia bibliográfica

Sáez, D. Benavente, S. Cuezva, M. Huc, Á. Fernández‑Cortés, A. Mialon, Y. Kerr, S. Sánchez‑Moral y S. Mangiarotti. (2024). Scenarios for the Altamira cave CO2 concentration from 1950 to 2100. Scientific reports. DOI.

Fuente: UA