Transformar parques eólicos en una red sísmica
Instalar sensores sísmicos en el fondo del océano puede ser una difícil y costosa tarea. Pero, ¿qué pasaría si la actividad sísmica se pudiera monitorear usando algo que ya está ahí abajo: cables de telecomunicaciones submarinos preexistentes?
Parcialmente apoyado por el proyecto FINESSE financiado por la UE, un equipo internacional de geocientíficos ha utilizado cables de comunicaciones de fibra óptica en el fondo del Mar del Norte como una red sísmica gigante. El equipo rastreó terremotos y olas oceánicas.
"Hemos presentado y analizado nuestras observaciones de las ondas sísmicas y oceánicas en una matriz DAS [detección acústica distribuida] del fondo oceánico en alta mar en Bélgica, demostrando que las matrices DAS que utilizan instalaciones de fibra óptica del fondo oceánico existentes pueden ofrecer productos de datos sismográficos y oceanográficos de alto valor ".
Citado en un comunicado de prensa del Instituto de Tecnología de California (Caltech), el autor principal del estudio, Ethan F. Williams, dice: "Los cables de comunicaciones de fibra óptica son cada vez más comunes en el fondo del mar. En lugar de colocar un dispositivo completamente nuevo, podemos aprovechar parte de esta fibra y comenzar a observar la sismicidad de inmediato".
DAS, la técnica utilizada por los investigadores, fue desarrollada para la exploración energética pero fue reutilizada para la sismología. Emplea un dispositivo fotónico que envía cortos pulsos de luz láser por el cable de fibra óptica.
El comunicado de prensa de Caltech dice: "Las pequeñas imperfecciones en el cable reflejan cantidades minúsculas de la luz, permitiendo que las imperfecciones actúen como 'puntos de referencia'. Cuando una onda sísmica empuja el cable de fibra, los puntos de referencia cambian de lugar minuciosamente, cambiando el tiempo de viaje de las ondas de luz reflejadas y permitiendo así a los científicos rastrear la progresión de la onda".
El instrumento DAS utilizado en este estudio fue construido y operado por un equipo de la Universidad de Alcalá, participante del proyecto FINESSE. "El DAS del fondo marino es una nueva frontera de la geofísica que puede traer órdenes de magnitud de más datos sísmicos submarinos y una nueva comprensión del interior de la Tierra y las principales fallas", dice Zhongwen Zhan, profesor asistente de geofísica y coautor del estudio.
Transformar parques eólicos en una red sísmica
Dirigido por investigadores de Caltech, el equipo empleó una sección de 40.000 m de cable de fibra óptica que conecta un parque eólico del Mar del Norte a la costa, según el mismo comunicado de prensa. "Con solo presionar un interruptor, tenemos una serie de 4.000 sensores que costarían millones", dice Williams.
Williams agrega que la red de fibra pudo detectar y registrar un terremoto de magnitud 8.2 cerca de Fiji en agosto de 2018, que "demuestra la capacidad de la tecnología para llenar algunos de los puntos ciegos masivos en la red sísmica global", como se señaló en el comunicado.
Imagen: Ubicación del array. un mapa local que muestra la ubicación del array de detección acústica distribuida de Bélgica (BDASA, línea roja) y la estación de banda ancha cercana BOST (triángulo azul), con un recuadro de mapa regional. b Mapa mundial que muestra la ubicación del array (recuadro rojo), la solución GCMT para el terremoto profundo de Fiyi 2018-08-19 M w 8.2, y una gran trayectoria circular entre el epicentro del terremoto y el array (amarillo).
El proyecto FINESSE (Sistemas de detección de fibra nerviosa) que apoyó el estudio, se ejecutará hasta septiembre de 2020. El sitio web del proyecto establece: El objetivo detrás de FINESSE es imitar el sistema nervioso de los cuerpos vivos al convertir las estructuras artificiales y naturales en objetos que son sensibles a los estímulos externos debido a la avanzada tecnología de sensores de fibra óptica distribuida, con el objetivo de dar una alerta temprana en caso de posible peligro o ocurrencia de daños, u optimizar el funcionamiento de la estructura para permitir un uso sostenible de los recursos y activos naturales".
La investigación fue publicada en la revista Nature Communications: Distributed sensing of microseisms and teleseisms with submarine dark fibers
