Los cables de fibra óptica pueden convertirse en una red de alerta mundial ante terremotos

Se estima que se producen unos 500 terremotos al día en todo el mundo. De estos, unos 100 son perceptibles por el ser humano y 10 de ellos son lo suficientemente grandes como para causar daños. Son uno de los fenómenos naturales más devastadores y causan miles de muertes y lesiones, principalmente porque estos fenómenos llegan sin previo aviso y estudiarlos no es sencillo.

No obstante, una innovadora técnica que involucra cables de fibra óptica podría en el futuro ampliar nuestro conocimiento sobre estos eventos y permitir el desarrollo de sistemas de alerta temprana más eficientes para la detección de sismos, otorgando un tiempo adicional para la preparación y resguardo por parte de la población.

Estos cables, originalmente utilizados en telecomunicaciones, pueden ser adaptados para detectar terremotos y erupciones volcánicas, ya que el movimiento del suelo provoca ligeras alteraciones en la luz que se propaga a través del cable, generando una señal característica. El vidrio posee pequeñas imperfecciones que desvían levemente la luz hacia la fuente, donde es registrada. De este modo, cada imperfección funciona como un punto de referencia que puede ser rastreado a lo largo del cable de fibra óptica, el cual generalmente se encuentra enterrado justo bajo la superficie del suelo.

A medida que las ondas sísmicas atraviesan el suelo, provocan un leve movimiento en el cable, alterando el tiempo de propagación de la luz hacia y desde estos puntos de referencia. De esta forma, las imperfecciones a lo largo del cable actúan como miles de sismómetros individuales que permiten a los sismólogos observar el movimiento de las ondas sísmicas.

Un nuevo estudio, publicado en la revista Nature, empleó únicamente una sección de cable de 100 kilómetros para comprender con precisión la compleja mecánica detrás de un terremoto. El terremoto estudiado fue el de magnitud 6 en el Valle de Antelope, al este de Sierra Nevada, California, ocurrido en 2021. La señal de luz fue analizada y comparada con conjuntos de datos provenientes de una densa red de sismógrafos.

Los resultados sorprendieron incluso a los expertos: no solo revelaron las fallas conocidas, sino que también identificaron una falla previamente desconocida. Además, el equipo midió la deformación del subsuelo durante varios minutos y detectó diversos terremotos locales, así como ondas generadas por grandes terremotos distantes y microsismos provenientes del lecho marino.

Sismógrafos y cables de fibra óptica

Estos elementos no pueden predecir terremotos, pero sí detectar sus movimientos iniciales. "Cualquier sistema, ya sea un sismómetro o un cable de fibra óptica, no puede detectar las cosas antes de que sucedan en el sensor", afirma el geocientífico Philippe Jousset, del Centro Alemán de Investigación en Geociencias.

Durante la medición del terremoto estudiado, se logró determinar que estaba compuesto por una secuencia de cuatro rupturas menores. Estos "subeventos", similares a mini terremotos, no podrían haber sido percibidos por una red sísmica convencional. Esto demuestra la mayor sensibilidad de los cables de fibra óptica. Gracias a esta sensibilidad, el equipo pudo desarrollar un modelo muy preciso del terremoto.

Además, los cables presentan otra ventaja: ya se encuentran distribuidos por todo el mundo, incluso en las profundidades de los océanos. "Necesitamos tener el sensor lo más cerca posible de la fuente para poder detectarla tempranamente. Hay muchos cables por todas partes. Si pudiéramos monitorearlos todos al mismo tiempo, obtendríamos información en el momento en que ocurriera algo". Así, la misma fibra óptica que posibilita la conexión a internet podría brindar valiosos segundos de advertencia para enfrentar un terremoto.