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Volcán de La Palma | Tecnologías al servicio de la emergencia

La fibra óptica del Observatorio de La Palma aprende a sentir terremotos

La instalación de un dispositivo DAS en el Roque de Los Muchachos permite ampliar la red sísmica en 400 estaciones y conocer la dirección del temblor

El volcán de La Palma, visto desde el Observatorio del Roque de los Muchachos La Provincia

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El volcán de La Palma, visto desde el Observatorio del Roque de los Muchachos Verónica Pavés

El Observatorio del Roque de Los Muchachos tiene un nuevo cometido: registrar los seísmos causados por la incesante energía del volcán en La Palma. Un dispositivo, del tamaño de un amplificador de música de los 90, se ha conectado en los 8 kilómetros de red de fibra óptica instalada desde hace años por el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) en la cumbre de La Palma para conectarse a la Red Académica y de Investigación Española (RedIRIS). A partir de ahora, estos cables hundidos en la tierra también podrán procurar información sobre los movimientos sísmicos que sufre la isla al Instituto Geográfico Nacional (IGN) y al Instituto Vulcanológico de Canarias (Involcan). Esta información será complementaria a la que ya se obtiene a partir de casi una veintena de estaciones tradicionales desplegadas en la isla por parte de estas dos instituciones.

Este tipo de tecnología también puede utilizarse como método de alerta temprana para eventos como los tsunamis

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«Esto es una fórmula más para mejorar la monitorización de la actividad sísmica en la isla», explica Antonio Villaseñor, investigador del Instituto de Ciencias del Mar de Barcelona (ICM-CSIC) y responsable de este proyecto científico.

Con la ayuda de este dispositivo denominado interrogador DAS (del inglés Distributed Acoustic Sensing), el grupo de investigadores ha añadido la funcionalidad de sentir y registrar terremotos a esta red utilizando los «hilos» de fibra óptica que no estaban siendo utilizados –conocidos como fibra oscura– . «Con este aparato podemos conseguir una amplia red de sismógrafos a un precio muy bajo», recalca Villaseñor. De hecho, el DAS es capaz de proveer a los investigadores de un sismógrafo virtual por cada 10 metros de cable. «Esto supone, en La Palma, donde la fibra se expande en unos 4 kilómetros por debajo del suelo, un total de 400 sismógrafos diferentes», resalta el investigador, que insiste en que solo aquellas partes «enterradas» son las útiles para esta tarea.

El dispositivo proporciona información sobre la dirección de la que provienen el seísmo o tremor volcánico

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Al encontrarse algo alejado del punto caliente en el que están ocurriendo los terremotos –justo se emplaza al norte, en la otra punta de la isla–, la información que puede proporcionar es limitada. Sin embargo, gracias a sus avances tecnológicos, es capaz de percibir ciertas características de los seísmos que hasta el momento no se podían conocer de antemano, como la dirección desde la que provienen y hacia dónde discurren las ondas sísmica. «Esto es útil a la hora de estudiar el tremor volcánico», explica el investigador.

El tremor es esa señal sísmica que despiden los volcanes en activo que tiene relación con la liberación de magma al interaccionar con el conducto de eruptivo. «Con este sistema puedes conocer de dónde procede el tremor, es decir, de qué cámara magmática, así como saber si hay más o menos magma en él», explica Villaseñor. Esta contribución científica low cost proporcionará información adicional y, además, ayudará a monitorizar y estudiar más exhaustivamente el fenómeno sísmico que rodea a las erupciones del Archipiélago.

8

kilómetros 

  • El cable de fibra óptica del Observatorio del Roque de Los Muchachos mide 8 kilómetros, sin embargo, solo 4 de ellos está soterrado y, por tanto, en contacto directo con la tierra. 


Aún pudiéndose convertir en un revulsivo para el estudio sísmico, otra de sus limitaciones es que no podrá proporcionar los datos en tiempo real, como sí los proveen los sismógrafos tradicionales. «En otras ocasiones hemos instalado el DAS y varios meses después hemos ido a buscarlo para descargar la información que ha obtenido durante ese tiempo», explica el científico.

En tiempo «cuasi real»

Este tipo de información solía utilizarse para los proyectos de investigación en marcha en oceanografía, sismología o vulcanología y , por tanto, la inmediatez se quedaba en un segundo plano. No obstante, en esta ocasión, y siendo conscientes de la utilidad que puede tener esta información con motivo de la emergencia, intentarán mejorar su recogida de datos para que, al menos, puedan obtenerlos y trasladárselos a las instituciones de vigilancia en tiempo «cuasi real». «Realmente es para que se hagan otro tipo de análisis, pero queremos que los investigadores de estos centros dispongan de estos datos lo antes posible», explica Villaseñor.

Las primeras pruebas de esta herramienta se hicieron en el cable de red submarino que une Gran Canaria y Tenerife

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Los interrogadores de este tipo llevan una década en el mercado, pero ha sido en el último lustro cuando ha supuesto una verdadera revolución para muchos sectores científicos. «En un principio, los DAS se utilizaban en las vías del tren para vigilar que la gente no se colara», explica Villaseñor. Gracias a su sensibilidad, en los últimos cinco años se ha visto que pueden ser muy eficientes a la hora de registrar terremotos, alertar de manera temprana de la posible ocurrencia de tsunamis o estudiar los cambios en las mareas en el fondo del mar.

Este interrogador en concreto ha sido desarrollado por el Grupo de Ingeniería Fotónica de la Universidad de Alcalá de Henares (UAH) y el Instituto de Óptica del CSIC (IO-CSIC), por lo que «es ciencia española al servicio de la comunidad».

400

estaciones

  • Con la conexión del DAS a la red de fibra óptica del Observatorio se consiguen pequeñas estaciones sísmicas virtuales cada 10 metros, lo que supone, 400 sismógrafos más. 


Aprovechar «estructuras existentes» para emplazar sismógrafos, además de ser muy «barato» , es un modelo cada vez más usado en la materia. En Canarias no es la primera vez que se utiliza. La primera vez fue con el cable submarino que une Tenerife y Gran Canaria. «Pusimos dos DAS, uno en cada punta para poder abarcar el mayor espacio posible de este cable que mide 200 kilómetros», explica el investigador.

Ahora, además de en La Palma, también se ha instalado en Tenerife para monitorizar El Teide. Aunque se trata de una tecnología emergente, el estudio de la sismología mediante la fibra óptica ha avanzado mucho en los últimos años y se ha empleado con éxito en varias ocasiones. Por ejemplo, en 2018, estos equipos DAS instalados en el área metropolitana de Pasadena (California) detectaron, a más de 9.000 kilómetros del epicentro, un terremoto ocurrido en las Islas Fiji.

Sin un final a la vista


Con la alta tasa diaria de emisión de dióxido de azufre (SO2) y el elevado tremor que se constatan en el nuevo volcán de La Palma lo que tiene claro el vulcanólogo del CSIC Vicente Soler es que la erupción que se inició el pasado 19 de septiembre «no terminará mañana». El volcán sigue muy activo, afirmó Soler en declaraciones a Efe, quien, además, resaltó que el desplome de parte del cráter del volcán que se produjo durante la tarde del domingo fue «espectacular». El investigador destacó que la elevada tasa diaria de emisión de dióxido de azufre, por encima de 5.000 toneladas, es algo que se debe tener muy en cuenta, ya que el hecho de que sea tan alto significa que hay gran cantidad de magma empujando.

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