Un avance en fibra óptica convirtió un cable submarino en 12 sismógrafos

Un avance en fibra óptica convirtió un cable submarino en 12 sismógrafos

 Por  Grant Currin Interestingengineering.com 19 de Mayo 2022

Un mapa que muestra la red de cables de fibra óptica submarinos.

Hay un cable de 3600 millas de largo (5860 km) que se extiende desde el este de Canadá hasta la costa oeste del Reino Unido. El cable submarino es parte de la vasta infraestructura oculta de Internet que transporta datos a través de los océanos en mucho menos tiempo del que se tarda en parpadear. Pero ese cable en particular hace otra cosa.

Según un artículo publicado el jueves en la revista científica revisada por pares Science, el cable puede funcionar como una matriz de última generación de más de 100 sensores que detectan actividad sísmica. En las pruebas de noviembre pasado, el cable registró un sismo de magnitud 7,5 que sacudió el norte de Perú, a miles de kilómetros de distancia.

“La técnica que presentamos tiene el potencial de transformar nuestras capacidades de monitoreo de la Tierra”, según los autores. Dicen que “el fondo marino podría instrumentarse con miles de [tales] sensores sin modificar la infraestructura de telecomunicaciones submarina existente”.

Estos hallazgos anticipan una técnica naciente
El primer cable que permitió una comunicación rápida entre América del Norte y Europa, a través del telégrafo, se tendió antes de la Guerra Civil. En la década de 1990, los gobiernos y las empresas comenzaron a instalar cables de fibra óptica submarinos que utilizan la luz para transmitir cantidades gigantescas de datos de Internet. Tres décadas después de que se instalaran los primeros cables de fibra óptica, aproximadamente 750 000 millas (1,2 millones de km) de cable atraviesan los mares y océanos de la Tierra.

Hace cinco años, a un grupo de investigadores se le ocurrió la idea de usar esta red para monitorear cambios sutiles en el lecho marino, incluidos los signos reveladores de terremotos y tsunamis. Las primeras versiones de la tecnología tomaron prestadas técnicas que los ingenieros de la industria del petróleo y el gas utilizan para estudiar los depósitos de combustibles fósiles. Midieron la retrodispersión de las señales que rebotaban en las moléculas de los cables. Esas señales contenían información valiosa sobre el estado físico del cable, incluida la actividad sísmica que estaba ocurriendo en el suelo donde se tendió. Otros investigadores descubrieron cómo hacer cálculos similares al medir la polarización de las ondas de luz a medida que viajan a lo largo del cable.

Estos métodos comparten un gran inconveniente: todo el cable actúa como un solo sensor. Eso no hace que sea imposible recopilar datos útiles, pero presenta un par de problemas. Por un lado, existe un enorme potencial de ruido tan fuerte que encontrar la señal (los temblores de un terremoto, por ejemplo) puede ser extremadamente difícil. También limita la cantidad de datos que se pueden recopilar en un momento determinado. No importa qué tan largo sea el cable, solo puede crear un punto de datos a la vez. Cualquiera que desee extrapolar información útil de ese tipo de sistema necesitaría triangular los datos de varios cables para averiguar de dónde provino una perturbación sísmica.

Telegeography BBC 20 de Mayo 2022

El nuevo método resuelve esos problemas.

El método explota dos aspectos clave del diseño del cable.
Los cables submarinos de fibra óptica no son simples calles de un solo sentido para los fotones. Los cables modernos están equipados con dispositivos llamados repetidores que detectan la señal entrante y luego la amplifican para el siguiente tramo de su viaje. Los repetidores se ubican cada 28 a 56 millas (45 a 90 km) a lo largo de un cable, separando la larga distancia en docenas de “tramos” más cortos.

En lugar de usar todo el cable como un sensor, la técnica descrita en el nuevo documento usa cada tramo como su propio sensor. Este enfoque reduce la cantidad de ruido por sensor mientras aumenta drásticamente la cantidad total de sensores. Y en lugar de confiar en la retrodispersión o la polarización para detectar los cambios físicos sutiles en el cable, el método descrito en el artículo del jueves aprovecha las fibras especiales que conectan los repetidores.

Ver nota completa en https://interestingengineering.com/fiber-optics-undersea-cable?utm_source=newsletter&utm_medium=mailing&utm_campaign=Newsletter-20-05-2022

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