Este artículo lo escribo para mayormente tener algo que referir a la gente cuando me trae el tema de un sistema de alerta temprana para terremotos, también conocido como EEW por sus siglas en inglés (Earthquake Early Warning) en el área de Puerto Rico. Lo hago para mayormente contestar la pregunta que me hacen.
¿Es posible tener un sistema que me avise cuando habrá un terremoto antes de que empieza a sacudirse la tierra?
No*
Es así de fácil de contestar, pero no solo quiero contestarlo y seguir, aquí presentaré algunos argumentos que se pueden hacer para explicar por qué simplemente no es posible a la escala que se quisiera, o que haría lógica usar para usos no especiales. Entiéndase que ese “no” lleva un asterisco por una razón. Empezaremos a explicar con el argumento más básico: ¿Cómo detectamos terremotos, como determinamos donde es su origen? Supone por un momento que ocurre un terremoto:
Usando 3 o más estaciones, una red puede encontrar una localización para un evento, entre más estaciones mejor la localización. En el caso de querer una alerta temprana vamos a asumir el mejor de los casos:
- Tenemos estaciones bien cerca al área del terremoto (dentro de 2 s), no siempre es así, pero vamos a hacer una presunción.
- Están conectadas a través de un sistema de comunicación confiable y con poca latencia, la información estará en el sistema en 2 s
- El sistema en el cual está conectado es superrápido, eficiente, 100% automatizado e infalible, se tardara unos 30-50 s en hacer una determinación de terremoto.
Estas son las 3 presunciones que vamos a hacer para correr esta simulación. ¿Cómo se vería esto?
Excelente, las 3 estaciones habrán capturado el terremoto y están enviando la información, son excelentes noticias, pero pasarán otros 2 s en lo que llega el centro de datos que procesa esta información. Después de eso pasarán otros 40 s antes de que sepamos donde está el terremoto y su posible magnitud. Vamos a ver donde está el frente de onda en 44 s:
Ohh…. ok… bueno pues.
¿Cuánto tiempo es temprano para “Alerta Temprana”?
Bueno, algo que ayudara el caso es que el frente de onda-p no es el frente que causa daños. Las ondas secundarias (ondas-s) y ondas superficiales son las que causan daños a estructuras, que, por suerte, son significativamente más lentas! Corramos la simulación, otra vez, por suerte ya sabemos donde fue el terremoto marcado con una estrella:
Aquí entonces algo un poco más prometedor, en el cual a los 44 s al menos le da tiempo a la gente en la isla de Culebras y la parte Este de Vieques a recibir la alerta que realmente se tardaría 1-2 s en propagarse de un centro de datos al resto de la isla:
Esto nos da una mejor intuición de como se comporta un terremoto. Dado a estas diferencias de velocidad uno puede fácilmente visualizar que entre más lejos uno este del terremoto, más tiempo se toma en llegar el frente de ondas que causa daños, este es el tiempo que uno necesita para hacer lo necesario para preparar y emitir una alerta temprana de terremotos. Si el terremoto está lo suficientemente lejos, un sistema puede detectar, localizar y emitir una alerta de terremotos.
Se puede mejorar el sistema?
Observemos entonces otros ejemplos alrededor del mundo, el más famoso siendo Japón, cuyo sistema también existe en una isla y es muchísimo más importante dado su sistema distribuido de gas natural y trenes de alta velocidad:
Okay, en esa figura se ve que no solo usan más sismómetros, sino que los sismómetros pueden estar sumergidos debajo del océano para poder con mucha más anticipación poder detectar la presencia de un terremoto, de manera casi inmediata. Entonces así podemos intentar en Puerto Rico mejorar un sistema de alerta temprana poniendo sensores en donde puede haber terremotos. Por un momento tomemos en consideración las distancias envueltas:
¡Ok! Ahora en este nuevo contexto se puede ver porque funciona un sistema de alerta temprana para Japón. Una combinación de detectores encima de la zona de terremotos, aún debajo del océano, con distancias que son mucho más grande. El terremoto ocurrió casi a 1 Puerto Rico de distancia. Se pueden imaginar que corriendo la simulación, hay mucho más tiempo entre detección y alerta a una zona metro como Tokyo u Osaka, con áreas más cerca al terremoto como Fukushima a duras penas recibiendo la alerta con las ondas. Presumiendo por supuesto un sistema sumamente rápido y preciso, sería lo suficiente para poder hacer cosas de alta prioridad. ¿Será un sistema así posible en Puerto Rico?
¿Para quién es el sistema?
El sistema de Japón y otros sistemas similares existe, mayormente, no para informar a la población, sino que van de la mano con sistemas críticos para poder manejar una crisis antes de que empiece. En Japón los trenes frenan de manera rápida, aquellos que no estén en movimiento se quedan quieto. Líneas de gas de alta presión son cerradas con válvulas automáticas. Sistemas de generación empiezan a desconectar líneas de alta tensión del grid eléctrico. En fin, muchas cosas críticas empiezan a prepararse para posibles complicaciones a raíz de un terremoto. De esta manera, los clientes más importantes de un sistema así son comerciales o técnicos.
En adición, aquellas áreas que no han empezado a sacudirse pueden recibir una alerta para que la gente busque un lugar seguro cuando lleguen las ondas superficiales. Esto solo para áreas en la cual esto es posible, que se puede definir con una distancia a la cual el sistema haya tenido el tiempo de detectar y localizar el terremoto, y la alerta emitida haya podido ser emitida. ¡La velocidad por la cual se puede hacer esto es importante, pero el límite inferior será siempre la física! Piensen en:
- La detección del instrumento por localización.
- La velocidad de la información por radio, celular, fibra óptica, etc.
- La velocidad y capacidad de la computadora haciendo los cálculos.
- La velocidad de verificación de que es un terremoto, aún más si alguien tiene que revisarlo.
- La velocidad de la información emitida por radio, celular, fibra óptica, email, etc.
Todo esto puede demorar el sistema. Para un lugar donde es de suma importancia como Japón, ellos han gastado muchísimo tiempo y dinero en su desarrollo (inclusive poner instrumentos bajo agua). ¡Más que eso tienen la distancia! Lo suficiente para demorar las ondas al punto donde les ganan, la alerta llega antes de que las ondas lleguen a los lugares más poblados y equipos de alta prioridad. Para muchos lugares, estas estaciones vitales pueden estar conectadas con líneas de fibra óptica, lo que indica que se comunican a la velocidad física de la luz, las computadoras están distribuidas y son de las más rápidas. El sistema de alertas está integrado con los sistemas de celular, y televisión y radio. Es un sistema diametralmente diferente a otros. En el área oeste de EE. UU. hay sistemas similares, pero en Puerto Rico es otra historia…
Observaciones y Conclusión
¿Así que al fin que es “Temprano” para un sistema de alerta temprana? Depende, de muchos factores:
- La localización del terremoto.
- La localización y distribución de los sismómetros.
- La velocidad a la cual pueden transmitir la data al centro de acopio.
- La velocidad a la cual un sistema puede con buena precisión diferenciar disparos falsos de terremotos y poder automáticamente producir una alerta.
- La velocidad a la cual la alerta se puede propagar.
Finalmente, para terremotos cerca o dentro de Puerto Rico, un sistema de alerta temprana no es algo ni fácil, ni trivial, sino físicamente imposible. He sido, en mi opinión, bien generoso en los tiempos y velocidades descritas aquí. ¿Así que en donde nos quedamos con el “No*“?
De poder existir sería usado para terremotos un poco más alejados o con redes sumamente pequeñas, locales, y de baja latencia. No sería una alerta para nosotros los seres humanos, sino para servicios como el tren urbano, estaciones eléctricas, y líneas de gas automáticas. Son los únicos sistemas que, dada las condiciones correctas, pueden en menos tiempo de lo que nos toma abrir y cerrar un ojo, poder cerrar llaves de gas, apagar y proteger sistemas de electricidad, y detenerse a tiempo si es un tren. Eso ya sería describir sistemas existentes, o que deberían existir. Sistemas que solo tienen detección en el área del tren, o de la planta generadora, o en lugares críticos. Serían sistemas que el público no ve, pero existen para mantener la seguridad.
El mejor sistema de alerta temprana es el mismo ser humano y estar educado en que hacer antes, durante, y después de un terremoto. Quizás, para otras cosas, sistemas de alerta temprana funcionen muy bien, por ejemplo: tsunamis se tardan minutos en llegar, huracanes días en llegar. Hasta que la tecnología mejore, mejor simplemente estar más alerta y más educados de los terremotos.
Want to read in english? Click here