Alerta, terremoto: fibra óptica para adelantarse a los avisos de un temblor inminente

Cuando se produce una fractura en el interior de la Tierra y provoca un sismo, se generan dos tipos de ondas. Las secundarias, y más superficiales, son las que poseen mayor amplitud, pero son las primarias las se propagan con mayor velocidad.

Los sistemas de alerta temprana de terremotos aprovechan la información transportada por estas últimas para calcular la llegada de las secundarias. Como la velocidad de propagación es menor que la de los sistemas de comunicación electromagnética, se puede anticipar su llegada a lugares más alejados del epicentro y tomar medidas de prevención .

Lo complejo de este proceso es identificar cada uno de estos tipos de onda y evitar falsas alarmas. Si estos errores se vuelven rutinarios pueden provocar el efecto contrario: que las personas no los tomen en consideración.

En Chile tienen una dificultad adicional: una gran parte de los terremotos tienen su epicentro en el fondo marino y hasta ahora no es posible detectarlos hasta que las ondas generadas llegan al continente.

Para solucionarlo, se ha puesto en marcha el Proyecto de Observación Submarina de Terremotos (POST), una iniciativa que busca utilizar un cable de fibra óptica submarina como si fueran miles de sensores sísmicos dispuestos en el fondo marino. La investigación usará una innovadora técnica denominada Detección Acústica Distribuida (DAS) aplicada a la sismología.

Sensores en el lecho marino

Las primeras pruebas del proyecto se han realizado frente a la costa de Toulon, en Francia. La iniciativa está liderada por dos investigadores de la Universidad Côte d’Azur y del Laboratorio Géoazur de Francia, Diane Rivet y Jean-Paul Ampuero.

“Este método aprovecha las pequeñas impurezas de las fibras ópticas que, actuando como microreflectores, devuelven parte de la luz transmitida por la fibra al transmisor DAS localizado en un extremo de ella”, explica Rivet. “Al estirarse o contraerse, el paso de una onda sísmica altera la distancia entre estas impurezas y, por lo tanto, el tiempo de viaje de la luz reflejada se reduce a una cantidad ínfima”.

Los investigadores aseguran que, midiendo las fluctuaciones de esa señal luminosa, pueden convertir una fibra óptica en varios sensores sísmicos a distancias de hasta 150 km. “Con esta tecnología desplegada en el lecho marino, podremos detectar señales sísmicas mucho más rápidamente que los sismómetros situados en la costa, pero también señales de baja amplitud que nos permitirán conocer mejor el funcionamiento de las grandes fallas”.

“Contar con sensores más cercanos a la zona donde se encuentran en contacto dos placas tectónicas sumamente activas, que generan grandes terremotos, nos ayudará no solamente a acercarnos a la fuente sísmica con el objeto de caracterizar con mayor detalle el proceso de ruptura, sino que también nos permitirá conocer con mayor anticipación que este proceso se ha iniciado”, señala Sergio Barrientos, director del Centro Sismológico Nacional de la Universidad de Chile, que será parte de este proyecto.

Para que la iniciativa pudiera llevarse a cabo, era fundamental contar con la infraestructura adecuada. La empresa chilena Gtd se sumó al proyecto poniendo a disposición su cable de fibra óptica submarina Prat.

“Es un gran proyecto de telecomunicaciones y ahora esperamos que sea un gran aporte en investigación sismológica. Poner a disposición nuestra infraestructura para este proyecto, nos permite seguir contribuyendo en la innovación tecnológica, y nos ayuda a cumplir nuestro propósito de hacer que la tecnología simplifique y mejore el día a día”, asegura Fernando Gana, gerente general de Gtd.

Alerta temprana de sismos y tsumanis

El éxito de este proyecto de investigación, en términos de la cantidad y calidad de la información que logre recopilar, abre la posibilidad de contar en el mediano o largo plazo con un sistema de alerta temprana de terremotos para Chile.

Hasta ahora, las características geográficas del país han dificultado este objetivo, pero contar con una gran cantidad de sensores en el fondo submarino facilita la detección de los sismos antes de que sus ondas lleguen al continente, otorgando valiosos segundos adicionales para lanzar avisos a la población.

Además, el sistema también permitiría mejorar las alertas respecto de los tsunamis. “Debido a que la información que se utiliza para evaluar el sismo se recibiría en un tiempo considerablemente menor al que existe actualmente, permitiría entregar de una manera más rápida y precisa la información del análisis efectuado por el Sistema Nacional de Alarma de Maremotos (SNAM) a las autoridades a cargo de la toma de decisiones”, afirma el director del Servicio Hidrográfico y Oceanográfico de la Armada (SHOA).

La primera etapa de pruebas del proyecto se desarrollará en la zona central del país durante el mes de noviembre de 2021. De esta forma, Chile sigue posicionándose como un laboratorio natural que, a través de colaboraciones internacionales y público-privadas, avanza en la comprensión de los terremotos y sus características, permitiendo el desarrollo de nuevas técnicas que ayuden a proporcionar mayor seguridad a la población y que podrán ser replicadas en otras partes del mundo.