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Redes de fibra óptica pueden utilizarse como detectores sísmicos

Las redes ópticas pueden hacer más que transmitir grandes cantidades de datos, afirman científicos de la Universidad de Stanford.

(ElectronicosOnline.com Magazine / Oswaldo Barajas)

Las redes de fibra óptica pueden servir además como detectores de grandes terremotos y resultar altamente precisos en sus mediciones, afirmaron científicos de la Universidad de Stanford.

El grupo académico liderado por el doctor en Geofísica, Biondo Biondi, compartió a través de un comunicado de prensa publicado por la casa de estudios, los resultados de este trabajo que demuestran cómo el tejido óptico implementado en las comunicaciones puede utilizarse para crear sistemas de alerta sísmica que sean incluso capaces de distinguir entre las vibraciones causadas por las placas tectónicas o los vehículos pesados.

La nota menciona que los investigadores vigilaron una red óptica conformada por aproximadamente 4.8 kilómetros de cableado para registrar las eventualidades vibratorias durante un período establecido desde el 2016, utilizando el tendido óptico como un gran sensor compuesto.

Entre los registros documentados están los recientes terremotos que golpearon el centro y sureste de México, así como decenas de movimientos subterráneos provocados por vehículos de gran tonelaje que circularon por las cercanías del campus.

Algunas de las herramientas complementarias utilizadas por los científicos fueron provistas por la compañía OptaSense, que incluyeron módulos llamados interrogadores láseres con los que realizaron las mediciones y las consultas de las vibraciones. "Podemos escuchar de forma continua y bien clara a la Tierra utilizando fibras ópticas preexistentes que han sido desplegadas para fines de comunicaciones", explicó Biondi.

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En este mapa se muestra la ubicación de una red de fibra óptica en forma de 8 con una longitud de aproximadamente 3 kilómetros el cual forma parte del sistema de prevención anti sísmico de la Universidad de Stanford.

Por su parte, Eileen Martin, estudiante que participó en el proyecto, dijo estar sorprendida de que una plataforma sumamente delicada como es la óptica resultara estable para realizar mediciones sísmicas. "La gente no creía que esto pudiera funcionar. Siempre asumen que una fibra óptica desacoplada puede generar mucho ruido como para ser útil", aseveró.

La nota agrega que para convertir una red óptica en un gran sensor virtual se deben implementar impurezas naturales asociadas a las propias fibras que resultan responsables del comportamiento sensorial.

Durante su serie de experimentos, los encargados de las pruebas colocaron los interrogadores uno en cada extremo de la línea para enviar pulsos láser y observar cómo rebotaba la luz, método conocido como retrodispersión. En estos lapsos, cualquier cambio en la retrodispersión notificaba de vibraciones subterráneas ya que este efecto sucede cuando la fibra se estira o contrae.

Esta red óptica implementada para efectos de pruebas pudo detectar el terremoto que azotó a México el pasado mes de septiembre.

Cada interrogador puede cubrir un tramo de 40 kilómetros de fibra, y el monitoreo de un sensor virtual se puede llevar a cabo cada dos metros, refirió Biondi. "Una red de millones o miles de millones de sensores ya existe en las líneas de telecomunicaciones", comentó el investigador, quien subrayó que él y su equipo continúan trabajando a marchas forzadas para mejorar la resolución de los sistemas con el fin de sacar provecho de la infraestructura óptica y crear un gran instrumento de monitoreo sísmico.

El científico también explicó que esta línea de trabajo comenzó cuando se enteró que uno de sus ex alumnos de investigación trabajaba para una empresa que fabrica hardware de monitoreo para retrodispersión por cables de fibra óptica y, en el verano de 2015 propuso una iniciativa que dio paso al proyecto "Billion Sensors Earthquake Observatory", con el que fue posible ejecutar las pruebas en físico.

Esta tecnología viene a cubrir una necesidad acuciante de todos los países, principalmente de aquellos localizados geográficamente en perímetros susceptibles a los sismos de gran magnitud, lo que en los últimos años se ha incrementado a nivel internacional.

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