Un informe de las Naciones Unidas de 2015 estimó que, cada año, una media de 60.000 personas y 4.000 millones de dólares en activos están expuestos a la amenaza de tsunamis a escala global, mismos que pueden ser desencadenados por ciertos tipos de terremotos submarinos o erupciones volcánicas. Con el paso de las décadas, varios países han desplegado sistemas de alerta específicos para tsunamis, como por ejemplo boyas flotantes, para complementar los detectores sísmicos terrestres.
Las ondas sísmicas viajan entre 20 y 30 veces más rápido a través de la corteza terrestre que una ola de tsunami, por lo que su detección y localización debería permitir determinar qué zonas costeras están en riesgo y enviar alertas tempranas. Necesitamos detectores en tantos lugares como sea posible porque, por cada 200 km de distancia entre el epicentro del terremoto y el punto de detección, hay un retraso adicional de un minuto para una posible alerta.
Es aquí donde los cables de comunicación submarinos pueden cumplir alguna función. El Grupo Operativo Conjunto para la Vigilancia Científica y la Fiabilidad de las Telecomunicaciones (JTF SMART, por sus siglas en inglés) ha puesto en marcha iniciativas para promover la incorporación de sensores dedicados a la detección sísmica y a la vigilancia medioambiental en la próxima generación de repetidores de cables submarinos. Pero los nuevos cables se instalan a un ritmo relativamente bajo, quizá de 20 a 30 al año. En cambio, hay cientos de cables submarinos de larga distancia ya desplegados en todo el mundo: ¿se podría hacer algo de forma retroactiva con estos cables para convertirlos en detectores sísmicos?
Como muestra el diagrama, los eventos sísmicos provocan efectos medibles en el estado de polarización (SOP) para una determinada longitud de onda de datos en el cable. Los transpondedores modernos están diseñados específicamente para eliminar este “ruido de fondo”, pero también podrían programarse para identificar perturbaciones inesperadas del SOP. Además, los cables submarinos pueden tener muchos miles de kilómetros de longitud, así que ¿cómo podemos determinar en qué punto del recorrido del cable se siente mejor el efecto sísmico?
Cada 50 o 100 km a lo largo de un cable submarino hay amplificadores ópticos, que a menudo están configurados con un dispositivo de filtro pasivo llamado rejilla de Bragg que refleja alrededor del 1% de una longitud de onda específica – normalmente 1561 nm. Añadiendo un transpondedor de medición en los extremos del cable que funcione en esta longitud de onda, es posible aislar dónde se siente con más fuerza el efecto sísmico a la granularidad del espaciado del amplificador – la parte inferior izquierda del diagrama muestra los picos de la “onda” en el amplificador 104. Para que este sistema ofrezca el máximo beneficio, las respuestas de tantos cables como sea posible podrían correlacionarse para permitir la triangulación del epicentro y así proporcionar datos para alertas tempranas.
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Se está trabajando en este nuevo y emocionante enfoque, en el que Google desempeña un papel especial al ofrecer sus cables como bancos de pruebas y al desarrollar un software de código abierto para el análisis de señales. Como líder en infraestructura de transmisión óptica submarina, Infinera es un colaborador activo en este ámbito. En la OFC 2022, Infinera y Google presentaron los resultados del trabajo realizado en el sistema de cables Curie en el Océano Pacífico, al tiempo que se están desarrollando trabajos adicionales sobre detección sísmica.
Por Geoff Bennett, Director, Solutions and Technology, Infinera Corporation
