La fibra óptica en los glaciares abre nuevos caminos en la vigilancia de los riesgos naturales
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La fibra óptica en los glaciares abre nuevos caminos en la vigilancia de los riesgos naturales
Los cables de fibra óptica que utilizamos para navegar por Internet y hacer llamadas telefónicas podrían ayudar a predecir un corrimiento de tierras o el desplome de un glaciar. Los proyectos de investigación en Suiza abren nuevas posibilidades en la vigilancia de los riesgos naturales.
El desplome del glaciar Abedul, en los Alpes suizos, el 28 de mayo, fue noticia en todo el mundo. Un enorme desprendimiento de hielo, lodo y escombros sepultó el pueblo de Blatten, previamente evacuado, siendo uno de los peores desastres naturales de la historia reciente de Suiza.
Este tipo de sucesos son raros. Sin embargo, pueden ser más frecuentes de lo que se pensaba, según un estudioEnlace externo que analizó las causas de anteriores derrumbes de glaciares en los Andes, el Cáucaso y otras regiones montañosas del planeta. No es posible averiguar dónde pueden producirse, pero ciertas condiciones, como la pendiente de la superficie del glaciar, pueden ayudar a hacer predicciones para una región concreta, según el estudio.
Los desprendimientos de hielo y rocas pueden tener distintos orígenes, a menudo relacionados con las condiciones geológicas y la topografía. Sin embargo, el cambio climático puede aumentar la probabilidad de que se produzca un desprendimiento: el aumento de las temperaturas acelera el deshielo, favorece la formación de grietas en los glaciares y hace más inestables las laderas de las montañas.
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De ahí la necesidad de vigilar más de cerca las zonas de riesgo para proteger a los pueblos y las infraestructuras de los peligros naturales. Las imágenes por satélite, las cámaras y los radares permiten observar la evolución y el movimiento de los glaciares, como ocurrió en Blatten. No obstante, estas tecnologías proporcionan información limitada sobre lo que ocurre en su interior.
La comunidad científica suiza y de otros estados montañosos como Alaska cree haber encontrado una solución: utilizar cables de fibra óptica para detectar microvibraciones en el glaciar y posibles señales precursoras de inestabilidad.
La fibra óptica nos permite detectar eventos sísmicos extremadamente leves, que otras tecnologías no serían capaces de medir, explica a Swissinfo Thomas Hudson, sismólogo del Instituto Federal de Tecnología de Zúrich (ETH).
«Podría ayudar a perfeccionar los sistemas de vigilancia de los glaciares», afirma Hudson, que recientemente presentó los resultados de sus experimentos en un glaciar suizo a la Sociedad Sismológica AmericanaEnlace externo.
Fibra óptica en un glaciar alpino
En 2023, el equipo de investigación del ETH instaló 1,2 kilómetros de cables de fibra óptica en el glaciar GornerEnlace externo (Suiza). A ellos se conectó un dispositivo, llamado interrogador, que envía pulsos láser a través de la fibra.
Las ondas sísmicas del glaciar estiran o comprimen la fibra óptica y los pulsos regresan alterados. Este método, conocido como detección acústica distribuida (DAS), convierte la fibra óptica en una tira de cientos de sensores sísmicos.
Algunas señales sísmicas (o criosis) son generadas por grietas que se forman en el glaciar. Estas grietas pueden comprometer la estabilidad del glaciar porque permiten que se filtre el agua de deshielo. El riesgo de hundimiento aumenta y el movimiento descendente del glaciar se acelera.
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Una tecnología para vigilar glaciares enteros
Thomas Hudson ha registrado hasta mil ondas sísmicas diarias en el glaciar. Aún desconoce el significado exacto de esta actividad sísmica y no puede decir si se trata de una anomalía capaz de desencadenar un derrumbamiento. Pero en el futuro, estas vibraciones podrían proporcionar indicios de cambios en el interior del hielo.
«Un aumento repentino de la actividad sísmica podría anunciar un derrumbamiento inminente», afirma Hudson.
Con la fibra óptica también se obtiene información sobre la estructura y composición del hielo. La ventaja frente a los sensores sísmicos tradicionales, que se colocan en lugares concretos, es la posibilidad de vigilar zonas mucho más amplias gracias a la relativa facilidad de instalación, afirma Fabian Walter, experto en movimientos de masas del Instituto Federal de Investigación Forestal, de la Nieve y del Paisaje (WSL).
Esta tecnología permitiría monitorizar glaciares enteros, incluso en zonas de difícil acceso, según Walter, uno de los primeros investigadores en probar el uso de fibra óptica en un glaciar. En 2019, había identificado nuevos tipos de ondas sísmicasEnlace externo en el glaciar del Ródano, también en Suiza.
Andreas Max Kääb, catedrático de Geografía Física e Hidrología de la Universidad de Oslo y autor del estudioEnlace externo sobre el colapso de los glaciares Outside Connection mencionado al principio del artículo, considera prometedor este enfoque. «Sin duda es una idea válida. La aceleración de las paredes rocosas o de los glaciares suele ir acompañada de un aumento de las vibraciones», afirma en un correo electrónico enviado a Swissinfo.
El siguiente paso, prosigue, será interpretar correctamente las señales registradas a través de las fibras ópticas. «Pero no me cabe duda de que la fibra óptica podrá, al menos en algunos casos, proporcionar información crucial sobre los procesos invisibles que subyacen a la aceleración del movimiento de los glaciares», afirma Max Kääb.
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Terremotos, avalanchas y flujos de escombros
La detección de actividad sísmica mediante fibra óptica no es nada nuevo. La tecnología DAS se utiliza desde hace tiempo en los cables submarinos de fibra óptica para localizar terremotos oceánicos y actividad volcánica. Sin embargo, sólo en los últimos años se ha extendido su uso a otros riesgos naturales, y en este sentido «Suiza se encuentra entre los países pioneros», afirma Fabian Walter.
En 2022 se utilizó por primera vez la fibra óptica para detectar avalanchasEnlace externo de nieve en Suiza. La fibra óptica también permitió medirEnlace externo los pequeños desprendimientos de rocas que precedieron al gran corrimiento de tierras que cayó cerca del pueblo de Brienz, en los Grisones, en 2023.
La investigación en Suiza y otros países se centra en la vigilancia de los flujos de escombros, uno de los riesgos naturales más extendidos y potencialmente catastróficos del planeta.
Lo interesante, señala Walter, es que los cables de fibra óptica para telecomunicaciones ya están presentes bajo tierra a lo largo de carreteras, vías férreas y en las proximidades de determinadas infraestructuras. En todo el mundo, se extienden a lo largo de unos cuatro mil millones de kilómetrosEnlace externo.
Bastaría con conectar un interrogador DAS al extremo de un filamento o fibra oscura no utilizada (un cable de fibra óptica contiene numerosos filamentos, pero no todos están operativos). El dispositivo enviaría señales láser por toda la longitud de la fibra, convirtiéndola en un sistema de vigilancia que abarca decenas de kilómetros.
A diferencia del radar, que, aunque preciso, sólo vigila una parte de la montaña, los cables de fibra óptica pueden detectar movimientos de material a lo largo de todo el valle. Esto los hace especialmente útiles en zonas en las que aún no se ha identificado un área específica de alto riesgo.
«Nuestra experiencia demuestra que basta con que el cable de fibra óptica esté a menos de un kilómetro de la ladera inestable», afirma Walter.
Una tecnología adecuada para los países en desarrollo
El reto actual es desarrollar un algoritmo basado en inteligencia artificial que pueda reconocer automáticamente las señales relevantes para distinguir, por ejemplo, el movimiento de una roca del de un animal, afirma Walter.
Si el sistema detecta un movimiento considerable, como el que podría provocar un corrimiento de tierras o el derrumbe de un glaciar, puede emitir una alerta temprana, dando tiempo a la gente para reaccionar antes de que se produzca el desastre, afirma Madhubhashitha Herath, de la Universidad Uva Wellassa de Sri Lanka, autora de un análisisEnlace externo sobre el uso de la fibra óptica en la vigilancia de riesgos naturales.
El cable de fibra óptica en sí es relativamente barato y conlleva bajos costes operativos y de mantenimiento, afirma Herath. «Eso hace que la tecnología sea adecuada tanto para los países desarrollados como para los que están en vías de desarrollo», afirma en un correo electrónico enviado a Swissinfo.
Vigilancia de los glaciares más peligrosos con fibra óptica
Thomas Hudson, del ETH, está convencido de que en el futuro será posible desplegar kilómetros de fibra óptica en los glaciares más inestables. «Bastaría con cubrir el frente de los glaciares colgantes, es decir, la parte más expuesta al riesgo de derrumbe».
Sin embargo, el sistema tendrá que calibrarse de forma diferente para cada glaciar, porque «cada glaciar es único», señala Hudson. «¿Cuál es el número crítico de fracturas a partir del cual es probable que se produzca un colapso? Aún no lo sabemos», añade.
La fibra óptica complementaría las tecnologías de vigilancia existentes, como las imágenes por satélite y los radares. «Combinando las observaciones de los cambios en la superficie con las de profundidad, podremos mejorar la vigilancia de los glaciares más peligrosos», según Hudson.
Editado por Gabe Bullard. Adaptado del italiano por Carla Wolff.
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