Tecnociencia

Fibra óptica para vigilar la actividad sísmica y perturbaciones en el fondo marino

Además de transmitir ingentes cantidades de información entre continentes, los cables de fibra óptica transoceánicos pueden actuar como sensores ambientales de movimientos sísmicos y corrientes oceánicas. Para conseguirlo, una nueva técnica utiliza los repetidores que llevan estas infraestructuras y ha logrado detectar terremotos de Perú e Indonesia en una línea que conecta Reino Unido con Canadá.

Diversas investigaciones ya han demostrado que los grandes cables de comunicación óptica submarinos, utilizados actualmente para transmitir multitud de datos, se pueden utilizar como sensores para vigilar la actividad sísmica y otras perturbaciones en el fondo marino.

Sin embargo, las técnicas existentes suelen presentar limitaciones en cuanto a resolución espacial y sensibilidad, ya que toda la longitud de un cable –que puede abarcar miles de kilómetros– actúa como un único sensor.Ahora, un grupo internacional de científicos liderados desde el National Physical Laboratory (NPL) de Reino Unido ha desarrollado un método que convierte un cable óptico largo en muchos segmentos o sensores individuales capaces de registrar perturbaciones a su alrededor. De estas forma se pueden detectar y caracterizar mejor las vibraciones sísmicas submarinas y las corrientes oceánicas, según el estudio que publican en Science.

Utilizando tecnología láser y realizando mediciones interferométricas en el extremo del cable, el método consiste en aprovechar los datos que llegan de sus numerosos repetidores –utilizados para amplificar las señales ópticas– y unas fibras especiales que los conectan.

La velocidad de propagación de la luz en una fibra óptica se ve afectada, en una cantidad muy pequeña, por factores ambientales como vibraciones, variaciones de presión y temperatura, y gracias a la interferometría ultraestable, es posible detectar estos cambios extremadamente pequeños; y no se requiere ninguna modificación en la infraestructura de telecomunicaciones submarina.

Otros métodos, como la detección acústica distribuida (DAS), utilizada recientemente en Canarias, también ofrecen una alta sensibilidad y resolución espacial como sensores ambientales, pero es un enfoque limitado a zonas costeras de hasta 100 km de la costa debido a la atenuación de la señal.

El DAS funciona un poco como un radar: se lanzan pulsos láser en la fibra y se analizan las pequeñas reflexiones (debidas a las imperfecciones de la fibra), pero la señal reflejada es extremadamente baja y normalmente funciona hasta 50-80 km.

Esta nueva técnica utiliza la luz que se propaga hacia delante y se devuelve por un camino de retorno dentro del repetidor, y esto hace que la señal devuelta sea un orden de magnitud mayor que la del DAS, lo que permite alcanzar grandes distancias y tener una elevada relación señal/ruido para realizar mediciones ultraprecisas.

Fuente: SINC