Las bandas más ruidosas del mundo crean ondas sísmicas en California

El día de Año Nuevo, Zhongwen Zhan acudía junto con otros miles de espectadores al Desfile del Torneo de las Rosas en Pasadena, California. Pero Zhan, un sismólogo del Instituto de Tecnología de California, acudió al desfile por motivos de trabajo, aunque no dudó disfrutar del espectáculo junto a su hija, tal y como recoge 'Sciencie'.

Mientras sostenía a su pequeña y veía pasar bandas de música y flotadores cubiertos de flores, Zhan sabía que dos cables de fibra óptica ubicados bajo sus pies y de un tamaño muy pequeño, registraban las vibraciones del desfile.

Las extensas redes de cables de fibra óptica, que alimentan los servicios actuales de telefonía, televisión e Internet, se extienden como raíces debajo de las ciudades. Desde que se desarrollaron por primera vez en la década de 1970 para reemplazar los cables de cobre, solo en los Estados Unidos se han instalado millones de kilómetros de fibra óptica. Transmiten datos haciendo rebotar la luz dentro de finas hebras de vidrio, pero no todas las hebras están en uso al mismo tiempo. Dicha "fibra oscura" se puede reutilizar como sensores sísmicos de bajo coste.

En noviembre de 2019, los funcionarios de Pasadena otorgaron a Zhan y a otros sismólogos, acceso a dos hilos de fibra oscura, cada uno de 37 kilómetros de largo. Los investigadores conectaron láseres que disparaban hondas de luz infrarroja cercana en un extremo de cada filamento. La mayor parte de la luz bajaba por las fibras, pero una pequeña cantidad se reflejaba por defectos en el vidrio. Los investigadores midieron cuándo esa luz retrodispersada llegaba a sus instrumentos. "Escuchas los ecos de esos defectos", dice Zhan.

Al repetir esas mediciones a lo largo del tiempo y buscar cambios en la sincronización de los ecos, los investigadores pudieron deducir cuándo las vibraciones habían estirado secciones individuales de las fibras de un metro de longitud en tan solo unas pocas billonésimas de metro. "De repente, tienes decenas de miles de sensores", dice Zhan. "Todo lo que necesita hacer es obtener permiso para conectar un instrumento".

Esta técnica, llamada detección acústica distribuida, fue desarrollada originalmente por el ejército estadounidense en la década de 1980 para detectar submarinos. Ahora se está ampliando para estudiar casi cualquier cosa que implique vibraciones.

El monitoreo de terremotos es una aplicación obvia, pero la detección acústica distribuida también se puede utilizar para estudiar cómo se mueve el agua a través de los glaciares y la formación de sumideros, por ejemplo. "Hay un montón de aplicaciones diferentes", dice Jonathan Ajo-Franklin, un geofísico de la Universidad de Rice que ha utilizado la detección acústica distribuida para rastrear el deshielo de Fairbanks, Alaska.

Zhan y el resto de científicos decidieron usar el Desfile de las Rosas para probar la red de Pasadena. Registraron las firmas sísmicas de bandas y carrozas que pasaban, algunas de las cuales pesaban más de 15.000 kilos.

Zhan y otros investigadores imaginan un futuro en el que la detección acústica sea omnipresente. Podría usarse no solo para monitorear terremotos, sino también para registrar patrones de tráfico, revelar fugas en tuberías situadas bajo tierra y detectar ladrones. "Se puede colocar alrededor de una valla", dice Ajo-Franklin. "Si alguien trata de pasar por debajo de la valla, puede detectar esa vibración".

Ese futuro podría no estar muy lejos. Las grandes ciudades como Los Ángeles ya tienen decenas de miles de kilómetros de fibra, dice Zhan. "Si podemos convertir solo un pequeño porcentaje de eso en sensores sísmicos, eso es un millón de sensores".