Diversas investigaciones han demostrado que los grandes cables de comunicación óptica submarinos, usados habitualmente para transmitir multitud de datos, pueden también funcionar como sensores para vigilar la actividad sísmica y otras perturbaciones en el fondo marino. Sin embargo, las técnicas existentes presentan limitaciones en cuanto a resolución y sensibilidad, ya que toda la longitud de un cable –que puede abarcar miles de kilómetros– actúa como un único sensor.
Un avance reciente ha replanteado esta tecnología. Un equipo internacional de científicos liderado por el National Physical Laboratory (NPL) de Reino Unido ha desarrollado un innovador método que divide un cable óptico largo en múltiples segmentos, cada uno actuando como un sensor individual. Este nuevo enfoque permite detectar y caracterizar mejor las vibraciones sísmicas submarinas y las corrientes oceánicas.
Utilizando tecnología láser y mediciones interferométricas en el extremo del cable, el método aprovecha los datos provenientes de los numerosos repetidores, que amplifican las señales ópticas, y las fibras especiales que los conectan. “La velocidad de propagación de la luz en una fibra óptica se ve afectada, aunque sea de manera mínima, por factores ambientales como vibraciones y variaciones de presión y temperatura. Gracias a la interferometría ultraestable, podemos detectar estos pequeños cambios”, explica Giuseppe Marra del NPL. “Y no se requiere ninguna modificación en la infraestructura de telecomunicaciones submarina”.
El método permite que un cable actúe como un conjunto de detectores, gracias a la arquitectura de los cables modernos que incluyen una vía de retorno en sus repetidores. Esto permite “cortar” el cable en secciones más pequeñas, cada una actuando como un sensor. Los operadores de estas conexiones transoceánicas utilizan habitualmente estas vías de retorno para supervisar periódicamente el estado de sus amplificadores ópticos, quedando inutilizados la mayor parte del tiempo, lo que supone un potencial uso para la técnica propuesta.
Según Marra, si esta técnica se aplicara a un gran número de cables globales, la red existente podría convertirse en un gigantesco conjunto de miles de sensores ambientales, no solo para detectar terremotos, sino también corrientes marinas y mareas.
Los investigadores probaron su método en un cable submarino de fibra óptica que conecta el Reino Unido y Canadá, con repetidores aproximadamente cada 46 km a lo largo de sus 5.860 km de longitud. Las pruebas lograron detectar varios movimientos sísmicos y corrientes oceánicas a lo largo del cable, identificando con éxito el terremoto de magnitud 7,5 que sacudió el norte de Perú el 28 de noviembre de 2021 y otro de magnitud 7,3 en el mar de Flores (Indonesia) el 14 de diciembre del mismo año.
“Por ahora, los terremotos y las corrientes son las principales aplicaciones”, confirma Marra. Aunque el equipo aún no ha demostrado su viabilidad para otros usos, Marra sugiere que la técnica podría utilizarse en sistemas de alerta de tsunamis y para cartografiar las variaciones de temperatura del fondo marino, con implicaciones para el estudio del calentamiento global.
Otros métodos, como la detección acústica distribuida (DAS), también ofrecen alta sensibilidad y resolución espacial como sensores ambientales, pero están limitados a zonas costeras debido a la atenuación de la señal. En contraste, la nueva técnica utiliza la luz que se propaga hacia delante y se devuelve a través de un camino de retorno dentro del repetidor, logrando una señal más fuerte y una elevada relación señal/ruido para alcanzar grandes distancias y realizar mediciones ultraprecisas.
Esta innovación representa un avance significativo en la vigilancia ambiental submarina, prometiendo una red global de sensores altamente precisos sin necesidad de infraestructura adicional.
Referencia: G. Marra et al. “Optical interferometry–based array of seafloor environmental sensors using a transoceanic submarine cable”. Science, 2022.
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Fuente: Agencia Sinc
