Resumen: Investigadores de Harvard han colocado un conjunto inalámbrico de sensores para monitorear la actividad sísmica en Ecuador. Los sismólogos recogen grandes cantidades de datos, pero la carga de los instrumentos que bajan al volcán se verán aligerados tanto en costo como en peso al ser inalámbricos.





Basado en un reporte de Harvard

Un volcán marciano cerca del cráter Gusev, el Apollineris Patera, a 200 kms al noroeste. Crédito: NASA/JPL

Un rugiente volcán sudamericano se ha hecho inalámbrico: científicos de computación de la Universidad de Harvard se unieron con sismólogos de la Universidad de New Hampshire y de la Universidad de Carolina del Norte para colocar un equipo inalámbrico en un pico ecuatoriano a los efectos de monitorear la actividad volcánica. Los sensores ayudarán a los investigadores, oficiales, y residentes locales, a comprender y planificar ante las erupciones del Tungarahua, uno de los más activos volcanes del Ecuador en los últimos años.

Los investigadores instalaron la red inalámbrica en el Tungarahua y recogieron 54 horas de datos durante un viaje reciente a la montaña de 5.016 metros de elevación. El sistema inalámbrico podría eventualmente reemplazar a los sensores con cable utilizados actualmente en el Tungarahua y en otros muchos volcanes.

“Los sistemas utilizados para monitorear la actividad volcánica recogen rápidamente enormes cantidades de datos”, dice Matthew D. Welsh, profesor asistente de ciencia de la computación en la División de Ingeniería y Ciencias Aplicadas en Harvard. “Los sistemas con cable que se utilizan ahora para monitorear al Tungarahua y a otros volcanes son caros, agotan rápidamente sus baterías, y obligan a las personas a trepar las laderas de los volcanes cada pocos días para recuperar los datos que se han acumulado”.

Una columna de erupción rica en cenizas (Kyushu, Japón) se eleva sobre el volcán Sakura-Jima el 9 de setiembre de 1985. Crédito: USGS

Welsh y sus colegas colocaron en el Tungarahua una red de cinco diminutos nódulos sensores inalámbricos de baja energía equipados con un micrófono especial para monitorear las señales infrasónicas (acústica de baja frecuencia) emitidas durante las erupciones. Cada uno de ellos funciona con dos baterías AA, está sellado en un contenedor a prueba de agua del tamaño de una jabonera, y trasmite datos automáticamente a un puesto de observación que se encuentra a más de 8 kilómetros de distancia, montaña abajo.

Rugiendo y escupiendo ceniza y gas caliente varias veces al día, el Tungarahua se ubica entre los volcanes más amenazadores del Ecuador. En 1999 el pueblo entero de Banos, a la sombra del Tungarahua, tuvo que ser evacuado por varios meses luego que las observaciones llevaron a los científicos y a los oficiales gubernamentales a creer, erróneamente, que una gran erupción era inminente.

Las redes de sensores inalámbricos representan una nueva clase de plataforma de computación. Consisten en pequeños aparatos inalámbricos de baja energía que reúnen sensores de poco poder de computación y almacenamiento. Las redes sensoras han sido exploradas para aplicaciones tales como el monitoreo de hábitats, el cuidado médico, y el análisis sísmico de estructuras; se cree que este esfuerzo es la primera aplicación de estas redes sensoras inalámbricas para el monitoreo volcánico.

“Es una prueba del concepto de que los sistemas cableados de monitoreo de actividad volcánica pueden ser reemplazados por conjuntos inalámbricos”, dice Welsh. “Específicamente, nuestro trabajo indica que los sistemas inalámbricos pueden ser utilizados para seguir las tendencias a largo plazo de la actividad volcánica que son de gran interés para los investigadores. Las observaciones de largo plazo implican copiosas cantidades de datos que son difíciles de obtener con los sistemas cableados de monitoreo. Los sismólogos están muy entusiasmados con las posibilidades que aquí tenemos”.

Io, la luna de Júpiter, vista por la nave espacial Voyager 1 al pasar cerca de ella. Esta luna volcánica escupe plumas salinas de kilómetros de largo hacia el aire. Crédito: NASA / JPL

Los sismólogos y los vulcanólogos utilizan tanto señales sísmicas como infrasónicas para monitorear la actividad volcánica. Los sismómetros proporcionan información sobre las ondas sísmicas que se propagan por el suelo, pero están pobremente dotados para discriminar las erupciones de otras actividades tales como los terremotos o las operaciones de minería. Las ondas infrasónicas, con una longitud de onda de menos de 20 hertz son características de explosiones y proporcionan una información adicional que no es obtenible por el monitoreo sísmico.

Welsh y sus colegas planean ahora desarrollar un sismómetro inalámbrico para aumentar su equipo infrasónico. Los investigadores intentan también desplegar una red más grande de unos 20 nódulos en el Tungarahua, y podrían colocar redes de sensores inalámbricos en varios otros volcanes activos.

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Los colegas de Welsh en este proyecto son Geoff Werner-Allen de Harvard, Jeff Johnson de la Universidad de New Hampshire, Mario Ruiz de la Universidad de Carolina del Norte y del Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional de Ecuador, y Jonathan Lees de la Universidad de Carolina del Norte.