¿Pueden teléfonos móviles fijados a edificios detectar temblores?

Utilizando redes de teléfonos inteligentes, científicos están probando un nuevo y económico sistema de alerta temprana de terremotos para áreas con alta población y recursos limitados.
 

Por Meghomita Das, Departamento de Ciencias Planetarias y de la Tierra, Universidad McGill, Montreal, Canadá. (@meghomita)
 

Cita: Das, M., 2021, Can smartphones affixed to buildings detect earthquakes?, Temblor, http://doi.org/10.32858/temblor.201
 

This article is also available in English
 

Terremotos destructivos pueden ocurrir en cualquier momento, dejando detrás un rastro de devastación. Recuperarse de estos eventos puede demorar años. Desafortunadamente, los científicos no pueden predecir el momento exacto en que un terremoto ocurrirá, pero la investigación intensiva en el área de sistemas de alerta temprana de terremotos es contínua. Tales sistemas pueden proporcionar segundos de advertencia que podrían salvar vidas y prevenir el sobrecargo de servicios de emergencia.
 

 

Los sistemas de alerta temprana de terremotos funcionan a partir de una red de estaciones sísmicas densamente distribuidas, capaces de detectar un sismo rápidamente y enviar alertas, advirtiendo a la población. Un obstáculo significativo al diseñar e implementar dichos sistemas es el alto costo de instalar múltiples estaciones sísmicas de alta calidad en áreas propensas a actividad sísmica. Para países como India y México, los cuáles cuentan con recursos limitados y alta densidad poblacional, estas redes caras no son factibles.

En un estudio reciente publicado en AGU Advances, un equipo de científicos exploraron si un robusto sistema de alerta temprana de terremotos, operacional y de costo bajo – creado a partir de teléfonos móviles comparativamente baratos, en lugar de estaciones sísmicas – podría próximamente volverse realidad en Costa Rica, un país que regularmente experimenta terremotos de alta magnitud. Durante un periodo de prueba de seis meses esta red, llamada Alerta Sísmica Temprana Utilizando Teléfonos Inteligentes (ASTUTI), un proyecto colaborativo entre el U.S. Geological Survey y la Universidad Nacional, Costa Rica, detectó y envió alertas para cinco sismos que produjeron intensidades significativas en San José, la densamente poblada ciudad capital de Costa Rica.
 

Teléfonos y terremotos

Los teléfonos inteligentes traen integrados sistemas de localización GPS, comunicación constante mediante redes celulares y un dispositivo llamado acelerómetro, que ayuda a la pantalla a rotar conforme se mueve el teléfono. El acelerómetro también puede registrar cualquier sacudida que el teléfono móvil experimente. “Esencialmente, su teléfono cuesta quizás $100 y cuenta con los tres componentes que tiene una estación sísmica, la cuál cuesta miles de dólares”, dice Marino Protti, co-autor del estudio y sismólogo en el Observatorio Vulcanológico y Sismológico de Costa Rica de la Universidad Nacional (OVSICORI-UNA).

Para establecer la red ASTUTI, el grupo de científicos instaló, en todo Costa Rica, 82 teléfonos Android encapsulados en cajas protectoras, con un costo anual de $20.000 USD. Instalaron estos móviles dentro de edificios, tanto en las paredes como en el suelo del primer piso de las edificaciones. Los teléfonos están conectados a tomacorrientes de 110 V de corriente alterna.

Los acelerómetros de estos teléfonos transmiten información a la nube en tiempo real a través de redes celulares, dice Protti. Un servidor en la nube recibe los datos de todas las estaciones. Cuando ocurre un terremoto y cuatro sitios detectan movimiento fuerte, se envía una alerta a la población en San José, proporcionando entre 10 y 30 segundos de advertencia antes del arribo de las ondas sísmicas, explica Protti.
 

 

La ubicación de San José con respecto a la Trinchera Mesoamericana – donde la placa del Coco se subduce bajo la placa del Caribe – es perfecta para probar la eficacia de esta red ya que la ciudad se encuentra en la posición perfecta. Está lo suficientemente lejos de la trinchera para que sea factible una alerta temprana, pero lo suficientemente cerca para que la población sienta el temblor. La red ASTUTI también envió alertas tan pronto se detectaron los eventos, en lugar de esperar a que el sismo creciera o que se determinaran sus parámetros sísmicos. Esta decisión proporciona mayor tiempo a la población para protegerse.
 

¿ASTUTI lo sintió?

Durante los seis meses de operación, un grupo de personas seleccionadas para recibir alertas mediante celular fueron notificadas de cinco eventos detectados por ASTUTI, con magnitudes dentro del rango de 4.8 a 5.3. Trece sismos más de magnitudes similares ocurrieron en Costa Rica durante ese periodo, pero los otros ocho, por su ubicación, no produjeron movimiento significativo para enviar una alerta. Para dos de los cinco eventos, ASTUTI envió la alerta lo más pronto posible – es decir, cuando la primera onda del sismo, llamada onda P, fue detectada por los teléfonos. Esto proporciona suficiente tiempo para tomar acción. Adicionalmente, cada uno de los cinco eventos detectados fue acompañado por un reporte “¿Lo sintió?” del U.S. Geological Survey. Ese proyecto de ciencia ciudadana recolectó “reportes sentidos” de personas que sintieron (o no sintieron) el movimiento durante sismos a nivel mundial. En otras palabras, todos los sismos que fueron sentidos por la población lo suficientemente fuerte para crear un reporte, fueron detectados por la red ASTUTI.
 

 

Con los avances recientes en alerta sísmica temprana, existe potencial para desarrollar una red que consista en estaciones sismológicas de alta calidad, complementadas por una mayor cantidad de dispositivos de bajo costo capaces de detectar movimientos sísmicos fuertes, dice Raj Prasanna, un ingeniero de telecomunicaciones y electrónica y profesor en la Universidad Massey de Nueva Zelanda, quien no estuvo involucrado con este estudio. “Juntos, pueden volverse una red de advertencia accesible, con niveles aceptables de fiabilidad,” dice él.

En la próxima fase de desarrollo, el equipo piensa crear un sistema híbrido al integrar este sistema basado en teléfonos inteligentes con la existente red sismográfica del OVSICORI-UNA, lo cuál mejorará la precisión del sistema y reducirá el tiempo de detección del sistema de alerta temprana de terremotos.
 

Lo que quiere el público

Establecer un sistema de alerta sísmica temprana que efectivamente incite al público a ir a un lugar seguro es un reto, dice Sarah Minson del USGS, co-autora del nuevo estudio. “¿Cómo nos percatamos de lo que quiere el público; cómo nos damos cuenta si están satisfechos con el sistema?” se pregunta. Debido a que los sistemas de alerta temprana de terremotos son relativamente nuevos y las personas no han interactuado con ellos, dice Minson, puede que no tengan una idea de qué les funciona a nivel personal. Además, las necesidades de cada país son diferentes. Las respuestas de la población a las mismas alertas varía según cómo esa sociedad en específico reacciona culturalmente a amenazas naturales.

Por esa razón, el equipo planea desarrollar una aplicación móvil. En el futuro, trabajarán en conjunto con la Comisión Nacional de Prevención de Riesgos y Atención de Emergencias de Costa Rica para medir cómo la población costarricense percibe una alerta sísmica temprana. La meta, dice Protti, es crear para Costa Rica un plan más coordinado de respuesta para terremotos. Combinando comunicación efectiva con alerta sísmica temprana, el público tendrá segundos cruciales para tomar acciones que pueden proteger sus vidas.
 

Referencias

Brooks, B. A., Protti, M., Ericksen, T., Bunn, J., Vega, F., Cochran, E. S., … & Glennie, C. L. (2021). Robust earthquake early warning at a fraction of the cost: ASTUTI Costa Rica. AGU Advances, 2(3), e2021AV000407.