El nuevo espectrómetro de imágenes AVIRIS-5 de la NASA ha comenzado vuelos operativos sobre la parte occidental de los Estados Unidos para ayudar a los geocientíficos a mapear con precisión las rocas que contienen litio y otros minerales críticos. Los vuelos se llevan a cabo como parte de la campaña plurianual GEMx (Geological Earth Mapping Experiment) en asociación con el Servicio Geológico de EE. UU. (USGS). Se trata de la mayor empresa de espectroscopía aérea de este tipo en los EE. UU., y el anuncio sobre el inicio de las operaciones de AVIRIS-5 llegó el 9 de diciembre de 2025, un día antes de la fecha de hoy (10 de diciembre de 2025). Según datos oficiales, la nueva generación del instrumento ya ha realizado durante este año más de 200 horas de vuelo sobre California, Nevada y otros estados del Oeste americano, en el marco de los esfuerzos para acelerar el hallazgo y la evaluación de recursos importantes para la transición energética.

Instrumento de pequeña masa, inmenso poder

AVIRIS-5 (Airborne Visible/Infrared Imaging Spectrometer-5) está ubicado en la nariz del avión ER-2 de la NASA y es comparable en dimensiones a un horno microondas, pero su rendimiento se basa en la tradición de los espectrómetros espaciales del JPL. En comparación con la generación anterior, ofrece una resolución espacial el doble de fina, por lo que a altitudes de vuelo estándar puede distinguir detalles desde menos de 30 centímetros hasta aproximadamente 10 metros, dependiendo de la configuración de la misión y los objetivos de la toma de imágenes. El producto básico del instrumento no son "fotografías ordinarias", sino los llamados "cubos" espectrales: series de imágenes en cientos de canales de longitudes de onda adyacentes en el rango visible e infrarrojo de onda corta. En tales datos, los minerales, las rocas, la vegetación y los materiales antropogénicos dejan "huellas dactilares" espectrales reconocibles por las cuales es posible distinguirlos y cartografiarlos con gran fiabilidad.

Del prisma de Newton al "silicio negro"

La tecnología de espectroscopía de imágenes detrás de AVIRIS-5 surge de una comprensión centenaria de la descomposición de la luz, pero también se basa en los últimos materiales y conceptos microópticos. El dispositivo utiliza una combinación de espejos, matrices de detectores y rejillas grabadas con precisión (apiladas electrónicamente), que dirigen y descomponen la radiación solar reflejada en sus "colores" constituyentes. Un papel crítico lo desempeñan las superficies de lo que se llama silicio negro –uno de los materiales artificiales más oscuros– cuyo "bosque" micronanoscópico de estructuras en forma de aguja captura la luz parásita y evita su dispersión por el interior del instrumento. Con esto se reducen el ruido y las reflexiones internas y se aumenta la precisión de la medición, lo cual es un requisito previo para distinguir claramente más tarde en el procesamiento características de absorción muy sutiles que separan, por ejemplo, las arcillas de litio de minerales similares sin litio.

Volar por encima del 95% de la atmósfera

La plataforma operativa para AVIRIS-5 es el ER-2 –la versión científica del famoso U-2– que alcanza regularmente altitudes de vuelo de alrededor de 18-20 kilómetros, o aproximadamente 60.000 pies. A esas altitudes, más del 95% del aire se encuentra debajo del avión, con lo que se reducen significativamente las interferencias atmosféricas y el ruido en las imágenes y se obtiene un amplio campo de visión. La base de partida es el Armstrong Flight Research Center de la NASA en Edwards (California). Durante 2025 se llevaron a cabo sobrevuelos en serie sobre paisajes desérticos y semidesérticos de California, Nevada y estados vecinos; terrenos que son ideales para la espectroscopía de minerales porque el relieve desnudo y la falta de vegetación densa permiten que las "firmas" minerales salgan a la luz. El equipo conjunto de la NASA y el USGS ha recopilado desde 2023 hasta la fecha datos sobre más de 366.000 millas cuadradas (alrededor de 950.000 km²), lo que proporciona una base única para análisis posteriores y confirmaciones de campo de los hallazgos.

GEMx y Earth MRI: sinergia plurianual de la NASA y el USGS

GEMx es un proyecto de investigación planificado para un período de cuatro años. Se financia a través de la iniciativa Earth Mapping Resources Initiative (Earth MRI) del USGS, en la que se ha inyectado una inversión adicional sustancial gracias a la ley federal Bipartisan Infrastructure Law. Earth MRI moderniza la cartografía de la superficie y el subsuelo de los EE. UU. y combina enfoques geológicos, geoquímicos y geofísicos para construir una visión tridimensional de la estructura del terreno. La espectroscopía de imágenes desde el aire es en ese mosaico una "vía rápida" clave: permite reducir en áreas amplias las zonas de interés y determinar ubicaciones prioritarias para investigaciones de campo y perforaciones. De esta manera, se reducen los costos, se acelera la toma de decisiones y, tal vez lo más importante, se evalúan de antemano los riesgos ambientales potenciales asociados con las actividades mineras.

Resultados tempranos: hectorita en relaves y una "segunda oportunidad" para viejos vertederos

Entre los hallazgos destacados más tempranos de los primeros vuelos de AVIRIS-5 en 2025 se encuentra la confirmación de la presencia de hectorita –un mineral de arcilla que contiene litio– en los vertederos de una mina abandonada en California y en varias otras ubicaciones. La importancia de tal descubrimiento es doble. Por un lado, muestra que los viejos vertederos mineros, percibidos durante décadas solo como un problema ambiental, pueden convertirse en una fuente de nuevas reservas de materias primas estratégicas con tecnologías modernas de procesamiento. Por otro lado, los mismos datos ayudan a identificar lugares con potencial para la formación de drenaje ácido de minas (cuando las rocas expuestas y los relaves cambian químicamente en contacto con el aire y el agua y liberan ácidos y metales), lo que permite una planificación más temprana de medidas de saneamiento. La científica de la NASA Dana Chadwick destaca que el mismo tipo de datos, además de para la "caza de minerales", sirve también para la gestión de tierras, el análisis de la cubierta de nieve importante para los recursos hídricos y la evaluación del riesgo de incendios; por lo tanto, los minerales críticos son solo el comienzo de una aplicación más amplia de AVIRIS-5.

Por qué minerales "críticos" y cómo puede ayudar AVIRIS-5

El USGS enumera aproximadamente 50 materias primas minerales como críticas, cuya interrupción del suministro tendría un efecto considerable en la economía y la seguridad nacional. En la práctica, se trata de grupos como elementos de tierras raras, litio, cobalto y níquel, fundamentales para baterías, aerogeneradores, motores eléctricos, electrónica de alta eficiencia y una serie de sistemas militares y espaciales. Una evaluación rápida y objetiva del potencial geológico en grandes superficies es necesaria también para la gestión transparente de las expectativas de las comunidades locales y los inversores. La espectroscopía de imágenes permite identificar desde el aire, sin trabajos invasivos, contextos geológicos que conllevan mayor potencial –por ejemplo, rocas alteradas hidrotermalmente, argilitas ricas en arcillas, zonas carbonatadas con rastros de carga metálica– después de lo cual los equipos de campo llevan a cabo de manera selectiva mapeos y muestreos. Con esto se reducen los costos y riesgos, y aumenta la probabilidad de que los recursos limitados se dirijan a objetivos prometedores.

"Huellas dactilares" espectrales y ciencia sin adivinanzas

AVIRIS-5 mide la radiación solar reflejada en un amplio rango de longitudes de onda desde el visible hasta el infrarrojo de onda corta. Cada píxel de la superficie obtiene su propio espectro continuo con más de doscientos canales, por lo que en el procesamiento se pueden buscar líneas de absorción muy sutiles. La arcilla de litio hectorita, por ejemplo, muestra características de absorción específicas en la región infrarroja de onda corta que difieren de las esmectitas sin litio; los carbonatos y sulfatos tienen bandas características separadas; los óxidos de hierro forman cambios reconocibles en la parte visible e infrarroja cercana del espectro. Cuando tales señales aparecen de manera consistente, en múltiples píxeles adyacentes y en diferentes geometrías de iluminación, la probabilidad de que se trate de una verdadera "firma" mineral aumenta significativamente. Por eso, los "cubos" de datos de AVIRIS se combinan a menudo con mapas geológicos, registros mineros históricos y muestras de campo para confirmar o rechazar hipótesis.

Legado de otros mundos

Los espectrómetros de imágenes del JPL han marcado numerosas misiones planetarias. Por ejemplo, el instrumento Moon Mineralogy Mapper en 2009 fue el primero en detectar de manera fiable agua en la Luna, mientras que otros instrumentos relacionados mapearon la corteza de Marte, descubrieron lagos en Titán y rastrearon nubes de polvo rico en minerales sobre el Sahara. Un nuevo espectrómetro ya está en camino hacia Europa, la luna oceánica de Júpiter, para buscar ingredientes químicos vinculables con prerrequisitos para la vida. AVIRIS-5 representa así el último paso en una serie de sensores que han sido probados en el espacio, y ahora están adaptados para una ciencia muy precisa desde el aire sobre la superficie de la Tierra.

Del "clásico" a la quinta generación

La familia AVIRIS comenzó a volar en 1986 y a lo largo de las décadas ha estado ubicada en múltiples plataformas: desde el ER-2 de gran altitud, pasando por el turbohélice Twin Otter y el experimental Proteus hasta el WB-57 de la NASA. El AVIRIS "clásico" y el posterior AVIRIS-NG (Next Generation) ya han demostrado su valía en numerosas misiones: desde el mapeo de las consecuencias de incendios y erupciones hasta la evaluación de daños después de desastres, el análisis de la calidad del aire y la vigilancia de cultivos agrícolas. La quinta generación va un paso más allá: una resolución espacial el doble de fina, una relación señal-ruido mejorada y estabilidad de calibración acortan el tiempo necesario para distinguir los grupos minerales objetivo, y al mismo tiempo abren espacio para temas adicionales, como la evaluación del estado de la vegetación o de la nieve que preserva los recursos hídricos de las áreas montañosas.

Apertura de datos y usuarios fuera de la comunidad científica

Uno de los mayores valores de GEMx es el acceso abierto a datos calibrados y productos derivados. La NASA publica datos medidos y procesados a través de sus propios portales, mientras que el USGS en el marco de Earth MRI publica regularmente mapas temáticos, informes y comunicados. Con esto, la industria, las autoridades locales, los investigadores privados y las universidades obtienen acceso a productos estandarizados –mosaicos de reflectancia, mapas minerales e informes de calidad– que pueden incorporar en sus sistemas SIG y planes de investigación. Tal modelo asegura la transparencia, la reproducibilidad y la verificabilidad de los hallazgos, y dado que se financian con dinero público, los resultados contribuyen también al bien común: desde la protección del medio ambiente hasta la educación de futuros expertos.

Ecología y contexto social

La búsqueda de minerales no puede aislarse del marco ambiental y social. Precisamente por eso, GEMx busca simultáneamente posibles yacimientos y registra indicadores de riesgo ambiental, como la propagación del drenaje ácido, la sequedad de la vegetación que aumenta el peligro de incendio o cambios en la cubierta de nieve importante para los recursos hídricos. La misma herramienta que ayuda a identificar recursos puede, con una interpretación responsable, ayudar también en su explotación sostenible. Para las comunidades que viven cerca de antiguas minas, esto significa una advertencia más temprana sobre posibles problemas, información más clara en los procedimientos de evaluación de impacto ambiental y negociaciones de mejor calidad sobre el saneamiento o la revitalización del espacio.

Qué sigue en 2026

A medida que GEMx entra en la siguiente fase, se espera una mayor integración de los datos aéreos con mapas geológicos, geofísica y muestreo de campo, así como un uso creciente de algoritmos automatizados para la detección de firmas espectrales. El foco de los vuelos permanece en las áreas secas del Oeste americano, donde el relieve desnudo permite la mejor legibilidad espectral. En perspectiva, los mismos procedimientos pueden aplicarse también a otros temas, como la vigilancia de la degradación del suelo o la detección de contaminación, pero la columna vertebral sigue orientada a la misión: acelerar, facilitar y hacer más transparente la búsqueda de materias primas minerales clave para la transición energética, con la menor huella ambiental posible.