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Tecnología

La IA encuentra en las primeras vibraciones la clave para anticipar la intensidad de un terremoto

Investigadores estadounidenses transformaron cables de telecomunicaciones en extensas redes de sensores sísmicos. Un modelo de aprendizaje automático puede analizar los primeros cuatro segundos de un terremoto y distinguir si probablemente superará una magnitud de 5,4, mejorando las alertas en regiones costeras y oceánicas.
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Los cables de fibra óptica utilizados para llevar internet también podrían convertirse en una extensa red de vigilancia sísmica. Un equipo del Servicio Geológico de Estados Unidos y Cal Poly Humboldt desarrolló un método capaz de determinar, apenas cuatro segundos después de la llegada de las primeras ondas, si un terremoto puede alcanzar una magnitud potencialmente peligrosa.

El estudio, publicado en Nature Communications, combina fibra óptica con un sistema de aprendizaje automático. Su objetivo no es predecir con exactitud la magnitud final, sino clasificar rápidamente los terremotos en dos grupos: aquellos que alcanzarán al menos una magnitud de 5,4 y los que permanecerán por debajo de ese nivel.

Esta diferencia resulta crucial para los sistemas de alerta temprana. Cuanto antes se conozca el tamaño potencial de un evento, más tiempo habrá para enviar avisos a teléfonos, frenar trenes, cerrar gasoductos o preparar a las comunidades costeras ante un posible tsunami.

Las primeras ondas ya contienen información

Cuando comienza un terremoto, las primeras en propagarse son las ondas P. Son menos destructivas que las ondas posteriores, pero contienen pistas sobre cómo está evolucionando la ruptura.

Los investigadores descubrieron que los terremotos de mayor magnitud presentan una mayor cantidad de energía en frecuencias bajas, especialmente entre 0,2 y 0,5 hercios. El modelo analiza ese contenido y la deformación inicial del terreno para determinar si el evento probablemente superará el umbral de magnitud 5,4.

Para entrenarlo, el equipo utilizó registros de sismos reales de entre magnitud 3,5 y 7,1 captados por instrumentos de deformación instalados en pozos de California. Después aplicó el sistema a señales obtenidas mediante un cable de fibra óptica de 15 kilómetros situado entre Arcata y Eureka, en el norte del estado.

Entre las pruebas se incluyó el terremoto de magnitud 7 ocurrido frente a cabo Mendocino el 5 de diciembre de 2024. El evento no había formado parte del entrenamiento y fue correctamente identificado como superior a 5,4 en el 96% de las evaluaciones realizadas con sus datos de fibra óptica.

Convertir internet en un sensor sísmico

La técnica se conoce como detección acústica distribuida, o DAS. Un dispositivo situado en un extremo del cable envía pulsos de luz y analiza las pequeñas reflexiones que regresan.

Cuando una onda sísmica deforma ligeramente el terreno, también altera el recorrido de la luz dentro de la fibra. Esas variaciones permiten convertir cada tramo del cable en una especie de sensor, creando miles de puntos de medición sin tener que instalar un sismómetro en cada ubicación.

La mayor ventaja podría encontrarse bajo el mar. Las zonas de subducción capaces de producir grandes terremotos y tsunamis suelen estar lejos de los sensores terrestres, mientras que desplegar y mantener estaciones sísmicas en el fondo oceánico resulta costoso.

Los cables submarinos ya atraviesan amplias regiones del planeta. Aprovecharlos permitiría detectar terremotos más cerca del lugar donde comienzan y ganar segundos valiosos antes de que las ondas más destructivas lleguen a la costa.

Un resultado prometedor, todavía experimental

En sus pruebas retrospectivas, el modelo identificó correctamente el 81% de los registros asociados a terremotos de magnitud 5,4 o superior. Además, el 79% de las veces que clasificó un sismo como grande, la predicción fue correcta.

Sin embargo, todavía no funciona como un sistema operativo de alerta. Los análisis fueron realizados con datos ya registrados y con la llegada de la onda P marcada manualmente. Los propios autores señalan que necesitan estudiar más terremotos grandes antes de confirmar su fiabilidad en situaciones reales.

El avance no permitirá anticipar un terremoto antes de que comience. Pero podría ayudar a comprender su gravedad mucho más rápido una vez iniciado, convirtiendo una infraestructura creada para transportar información en una herramienta capaz de salvar vidas.

 

 

Fuente: Meteored.

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