Los terremotos encuentran en la tecnología un ‘salvavidas’

Los devastadores terremotos acaecidos en Siria y Turquía el pasado 6 de febrero anunciaban lo que sería una crónica fatal: dos países azotados por la muerte, el desgarro, la incertidumbre y los escombros. En mitad de un escenario funesto, los titánicos esfuerzos de los equipos de rescate y la población civil brindaban un atisbo de esperanza, una llamada al ‘milagro’. Con cada una de las réplicas del seísmo, las plegarias crecían y el papel de la tecnología cobraba un mayor protagonismo. El objetivo no era otro que paliar los destrozos, prevenir posibles reproducciones y ayudar en las labores de salvamento. “La contribución de la tecnología es crítica en la monitorización y modelización de fenómenos geofísicos extremos”, relata para CIO Ramón Carbonell, geofísico y profesor investigador del CSIC en el Instituto de Geociencias de Barcelona (GEO3BCN).

En este sentido se vuelve a constatar que la tecnología puede ser una gran aliada a la hora de gestionar desastres naturales y crisis sociales. La monitorización sísmica, por ejemplo, comenta Juan Vicente Cantavella, director de la Red Sísmica Nacional dependiente del Instituto Geográfico Nacional (IGN), “nos proporciona instrumentos cada vez más sensibles para recoger la vibración producida por las ondas sísmicas en tiempo real”. Esto, continúa, “brinda información para detectar con rapidez un terremoto solamente con el inicio de la onda P, e incluso, tomar medidas prácticas como frenar un tren o cerrar un conducto de gas antes de que se desaten las ondas S, mucho más destructivas que las anteriores al ser más superficiales”. Una mayor cantidad de datos, coinciden ambos expertos, se traduce en un mayor conocimiento del fenómeno. “El big data y la inteligencia artificial (IA) tienen actualmente multitud de aplicaciones en el campo de la sismología”, incide Cantavella.

Para Carbonell, son tres los aspectos fundamentales que hay que tener en cuenta a la hora de emplear la tecnología en terreno de la sismología. El primero, refiere, es la medición de observables; en otras palabras, las medidas de datos numéricos que cuantifiquen la magnitud del suceso. Para ello es necesaria la distribución o el emplazamiento de una malla de sensores autónomos que proporcione registros del mismo. El segundo, continúa, disponer de una capacidad de cálculo lo suficientemente potente para modelar el fenómeno físico correspondiente. El último aspecto a tener en cuenta es la capacidad de transmitir los datos adquiridos desde el ‘campo’ hasta la infraestructura informática de cálculo numérico. “La simulación numérica del proceso extremo en un medio conocido nos proporciona escenarios posibles que permiten ayudar a preparar a la población”, dice el portavoz del GEO3BCN.

“El big data y la inteligencia artificial (IA) tienen actualmente multitud de aplicaciones en el campo de la sismología”

 

Juan Vicente Cantavella, director de la

Red Sísmica Nacional

En territorio nacional

España dispone en la actualidad de redes sísmicas compuestas por sismómetros que registran los movimientos del suelo y que transmiten los datos en tiempo real para ser analizados de manera conjunta, explica el director de la Red Sísmica Nacional. “De ese modo se puede detectar dónde ocurren los terremotos y cuál es su magnitud”, incide. En concreto, la Red Sísmica Nacional analiza cientos de sismómetros emplazados en nuestro país, “bien gestionados por nosotros o por otras redes regionales”. En este sentido, detalla, “los datos provenientes de estas estaciones son procesados por sistemas informáticos que, de manera automática, localizan el terremoto, calculan su magnitud y, en caso de ser significativa, emiten alertas a las instituciones y a la población en general”. El procedimiento no prescinde de la vertiente humana, ya que está “en todo momento” supervisado por personal especializado que corrige los errores en caso de que los hubiera y aporta información adicional a los procesos automáticos.

Teniendo esto en cuenta, los expertos coinciden en concentrar la inversión en la investigación a escala nacional. “La investigación básica en sismología, aunque no de frutos a corto plazo, nos aporta conocimiento fundamental para entender el fenómeno y paliar sus efectos”, reivindica Cantavella. “El comportamiento de la tierra sólida en el caso de estos fenómenos extremos es complejo, el medio es muy heterogéneo”, irrumpe Carbonell. “Su conocimiento es muy relevante en este caso, pues su comportamiento cambia en función de su estructura y naturaleza. La existencia de fallas, el estado de esfuerzos o que sea un medio sedimentario o rocoso condiciona su conducta ante la energía sísmica”. Por ello, Cantavella invita a poner el foco en la investigación aplicada al conocimiento de la peligrosidad sísmica en cada emplazamiento y en la mejora de las técnicas constructivas en los lugares donde el riesgo es mayor. Asimismo, prosigue Carbonell, el establecimiento de líneas de acceso a infraestructuras de cálculo para urgent computing es “vital”. El objetivo de estas, apostilla, es “acelerar la obtención de escenarios posibles para la toma de decisiones”.

“De alguna forma nos estamos dirigiendo hacia una toma de decisiones basadas en datos (data-driven). Usar hechos, métricas o simulaciones permite guiar las decisiones a tomar en estos casos tan delicados”

 

Ramón Carbonell, geofísico y profesor investigador del CSIC en el GEO3BCN

Un proyecto con aspiraciones

El CSIC, en colaboración con otras instituciones de investigación nacionales e internacionales, ha iniciado un proyecto europeo cuyo objetivo es el de poner a punto unos prototipos de lo que se denomina gemelos digitales de fenómenos geofísicos extremos bajo el título DT-GEO. Una iniciativa que capitanea Carbonell y que está enmarcada en el proyecto Destination Earth (DestinE). En esta primera fase, apunta el investigador, “se van a confeccionar y validar unos gemelos digitales en los casos de terremotos, erupciones volcánicas y tsunamis”. Cabe destacar que parte del software de simulación que se empleará ya se ha desarrollado en el marco de iniciativas anteriores de la Unión. De esta manera se inicia un camino hacia lo que Carbonell apoda “integración múltiple”. Esta senda incluye datos, software de simulación, selección, control de calidad y transmisión de los datos, además del desarrollo de una capa de inteligencia artificial para la automatización de estos procesos.

Así dan un primer paso hacia la ambiciosa iniciativa europea DestinE, cuyo propósito principal reside en la creación de un gemelo digital, una simulación informática interactiva de la Tierra. Como consecuencia, otro de los aspectos relevantes de este proyecto está vinculado con el establecimiento de conexiones entre los diferentes gemelos virtuales, “ya que el suceso de estos procesos geofísicos extremos en algunos casos pueden suceder de forma encadenada, como en el de los terremotos y los tsunamis”. Además, insiste Carbonell, “estas conexiones entre gemelos digitales son fundamentales no solo para los que se desarrollan dentro de este proyecto, sino también para los que lo hacen en otras disciplinas como la atmósfera y el océano”. No es de extrañar en este caso que el experto tilde estas conexiones de “críticas” para el futuro desarrollo de DestinE.

La anticipación o el pronóstico de los posibles escenarios que pueden suceder en los casos de fenómenos geofísicos extremos es “indudablemente” la zanahoria a perseguir de este proyecto. “De alguna forma nos estamos dirigiendo hacia una toma de decisiones basadas en datos (data-driven). Usar hechos, métricas o simulaciones permite guiar las decisiones a tomar en estos casos tan delicados”, concluye el líder de DT-GEO.