News | 26 octubre 2021

Converteixen el cablejat de fibra òptica de La Palma en una xarxa de sensors per monitorar l'activitat sísmica del volcà

Share

Un grup d'investigadores i investigadors de l'ICM ha coordinat la instal·lació d'un dispositiu capaç de transformar el cablejat de fibra òptica en una xarxa sísmica de sensors que detecten el moviment del terreny.

Les dades adquirides complementaran aquelles obtingudes pels sismògrafs convencionals actualment en funcionament a La Palma. / Stavros Meletlidis (IGN).
Les dades adquirides complementaran aquelles obtingudes pels sismògrafs convencionals actualment en funcionament a La Palma. / Stavros Meletlidis (IGN).

Un grup d'investigadores i investigadors de l'Institut de Ciències del Mar (ICM) de Barcelona ha coordinat la instal·lació, a l'illa canària de La Palma, d'un interrogador DAS (de l'anglès Distributed Acoustic Sensing) sobre el cablejat de fibra òptica que utilitza l'Observatori del Roque de los Muchachos (ORM) de l'Institut d'Astrofísica de Canàries (IAC) per a connectar-se a la Xarxa Acadèmica i d'Investigació Espanyola RedIRIS.

Aquest instrument permetrà millorar el monitoratge de l'activitat sísmica generada per l'erupció del volcà Cumbre Vieja, que porta ja més d'un mes actiu, mitjançant la transformació d'un dels cables de fibra òptica de l'ORM, d'aproximadament 8 quilòmetres de llarg, en una xarxa sísmica de milers de sensors que detecten el moviment del terreny.

L'interrogador ha estat desenvolupat pel Grup d'Enginyeria Fotònica de la Universitat d'Alcalá d'Henares (UAH) i l'Institut d'Òptica del CSIC (IO-CSIC). Aquest instrument fa servir fils del cable de fibra no utilitzats per a la transmissió de dades (coneguts com a fibra fosca) per dur a terme les mesures, mentre que els altres fils es fan servir per transmetre els senyals sísmics i distribuir-los ràpidament a l'Institut Geogràfic Nacional (IGN) i a l'Institut Vulcanològic de Canàries (Involcan), que són les institucions que estan duent a terme el seguiment de l'activitat sísmica a La Palma.

"Les dades adquirides amb aquest instrument complementaran les obtingudes per les xarxes sísmiques de sismògrafs convencionals actualment en funcionament a La Palma. Així mateix, a causa del gran nombre de sensors -un per cada 10 metres de cable- que proporciona el DAS, serà possible dur a terme estudis que són difícils de fer fent servir sismògrafs convencionals, com, per exemple, determinar la localització del tremor volcànic i el seu canvi en el temps", explica l'investigador de l'ICM Antonio Villaseñor, que ha coordinat la instal·lació de l'interrogador.

Així mateix, Villaseñor afegeix que la instal·lació d'aquest instrument a La Palma "suposa l'ús de manera innovadora de dues grans infraestructures científiques (ORM i RedIRIS) per donar resposta a necessitats de la societat amb aplicacions per a les quals no estaven originalment dissenyades".

El cable de fibra òptica de l'Observatori va poder detectar, el passat 18 d'octubre de 2021, un terratrèmol de magnitud 3.5. A la figura es mostra l'amplitud de la deformació (positiva en vermell i negativa en blau) provocada pel sisme / Antonio Villaseñor (ICM-CSIC).
El cable de fibra òptica de l'Observatori va poder detectar, el passat 18 d'octubre de 2021, un terratrèmol de magnitud 3.5. A la figura es mostra l'amplitud de la deformació (positiva en vermell i negativa en blau) provocada pel sisme / Hugo Martins (IO-CSIC)

Més eficiència, menys recursos

No és la primera vegada que l'ICM fa servir la tecnologia DAS per detectar terratrèmols. Ja ho va fer l'any passat quan va transformar els cables de comunicacions submarins que connecten les illes de Tenerife i Gran Canària -una zona d'alta activitat sísmica- en una xarxa de sensors capaç de detectar terratrèmols tant propers com distants a milers de quilòmetres del seu epicentre.

Els dispositius DAS emeten polsos de llum làser a través de la fibra òptica i mesuren les petites fraccions de senyal reflectides en les imperfeccions microscòpiques de l'interior del cable. Aquestes es converteixen en punts de referència que varien de posició a conseqüència de factors externs com, per exemple, les vibracions de terra. Així, un sol cable connectat a un únic dispositiu de mesura es pot convertir en una xarxa de milers de sensors.

Tot i que és encara una tecnologia emergent, l'estudi de la sismologia mitjançant la fibra òptica ha avançat molt en els últims anys i s'ha emprat amb èxit en diverses ocasions. Per exemple, el 2018, aquests equips DAS instal·lats a l'àrea metropolitana de Pasadena (Califòrnia) van detectar, a més de 9.000 quilòmetres de l'epicentre, un terratrèmol ocorregut a les Illes Fiji.