Sistema de alerta temprana de terremotos

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Un sistema de alerta de terremotos o sistema de alarma de terremotos es un sistema de acelerómetros , sismómetros , comunicación, computadoras y alarmas que está diseñado para notificar rápidamente a las regiones adyacentes de un terremoto importante una vez que comienza. Esto no es lo mismo que la predicción de terremotos , que actualmente no es capaz de producir advertencias decisivas de eventos.

Un terremoto es causado por la liberación de energía de deformación elástica almacenada durante un deslizamiento rápido a lo largo de una falla . El deslizamiento comienza en algún lugar y avanza alejándose del hipocentro en cada dirección a lo largo de la superficie de la falla. La velocidad de progresión de este desgarro de falla es más lenta y distinta que la velocidad de las ondas de presión y de corte resultantes , ya que la onda de presión viaja más rápido que la onda de corte. Las ondas de presión siempre tienen una amplitud menor que las ondas de corte dañinas que son las más destructivas para las estructuras, en particular los edificios que tienen un período de resonancia similar al de las ondas radiadas. Por lo general, estos edificios tienen alrededor de ocho pisos de altura. Estas ondas serán más fuertes en los extremos del deslizamiento y pueden proyectar ondas destructivas mucho más allá de la falla. La intensidad de estos efectos remotos depende en gran medida de las condiciones locales de los suelos dentro de la región y estos efectos se consideran al construir un modelo de la región que determina las respuestas apropiadas a eventos específicos.

Actualmente, estos sistemas se implementan para determinar la respuesta apropiada en tiempo real a un evento por parte del operador del tren en sistemas ferroviarios urbanos como BART (Bay Area Rapid Transit) y LA Metro . ^[1] La respuesta apropiada depende del tiempo de advertencia, las condiciones del derecho de paso local y la velocidad actual del tren.

A partir de 2024, China , ^[3] Japón , ^[4] Taiwán , ^[5] Corea del Sur ^[6] e Israel ^[7] cuentan con sistemas integrales de alerta temprana de terremotos a nivel nacional, que notifican a las personas en las áreas afectadas a través de alertas de emergencia inalámbricas (WEA), alertas de televisión, anuncios de radio o sirenas de defensa civil .

Países como México , ^[8] Estados Unidos ^[9] y Canadá ^[10] cuentan con sistemas regionales de alerta sísmica y notifican a las personas utilizando las mismas tecnologías mencionadas anteriormente. En particular, el Sistema de Alerta Sísmica Mexicano cubre áreas del centro y sur de México, incluyendo Ciudad de México y Oaxaca, utiliza sirenas de defensa civil, mientras que ShakeAlert cubre California , Oregón , Washington en los EE. UU. y Columbia Británica en Canadá, utilizando WEA.

Países como Guatemala , ^[11] El Salvador , ^[12] Nicaragua , ^[13] Costa Rica ^[14] y Rumania ^[15] han desplegado sistemas que alertan sólo a usuarios específicos a través de la descarga de aplicaciones. Mientras que se están probando sistemas en Italia , Francia , Turquía , Suiza , Chile , Perú , Indonesia .

Los primeros sistemas automatizados de detección previa de terremotos se instalaron en la década de 1990; por ejemplo, en California , el sistema de la estación de bomberos de Calistoga activa automáticamente una sirena en toda la ciudad para alertar a todos los residentes de la zona de un terremoto. ^[16] Algunos departamentos de bomberos de California utilizan sus sistemas de advertencia para abrir automáticamente las puertas superiores de las estaciones de bomberos antes de que el terremoto pueda desactivarlas. Si bien muchos de estos esfuerzos son gubernamentales, varias empresas privadas también fabrican sistemas de alerta temprana de terremotos para proteger la infraestructura como ascensores, líneas de gas y estaciones de bomberos.

En 2009, se instaló y puso en funcionamiento en Vancouver , Columbia Británica , Canadá , un sistema de alerta temprana llamado ShakeAlarm . Se colocó para proteger una pieza de infraestructura de transporte crítica llamada el túnel George Massey , que conecta las orillas norte y sur del río Fraser . En esta aplicación, el sistema cierra automáticamente las compuertas en las entradas del túnel si se produce un evento sísmico peligroso en el área. ^[17] El éxito y la confiabilidad del sistema fue tal que a partir de 2015 se han realizado varias instalaciones adicionales en la costa oeste de Canadá y Estados Unidos, y se están planeando más.

El 29 de agosto de 2024, el sistema canadiense de alerta temprana de terremotos fue lanzado en Columbia Británica por Recursos Naturales de Canadá (NRCan), y se espera que se expanda al sur de Quebec y al este de Ontario a finales de 2024. Las alertas generadas por este sistema se envían al público a través del Sistema Nacional de Alerta Pública del país . ^{[18] [19]} El sistema de alerta temprana fue desarrollado en cooperación con el Servicio Geológico de los Estados Unidos (USGS) y se basa en el sistema ShakeAlert del USGS . ^[20] Si bien los dos sistemas son distintos, USGS y NRCan comparten software de procesamiento, algoritmos y datos en tiempo real. ^{[21] [22]}

El primer sistema de alerta sísmica de China se construyó en la década de 1990. ^[23] La devastación del terremoto de Sichuan de 2008 estimuló la inversión de China en sistemas de alerta temprana de terremotos (EEWS) a nivel nacional. Se instalaron grandes cantidades de estaciones de monitoreo, sensores y sistemas analíticos para mejorar la precisión, capacidad de respuesta y exhaustividad de los datos sísmicos. En junio de 2019, la Institución de Reducción de Desastres de Alta Tecnología de Chengdu, parte del sistema nacional EEWS, advirtió con éxito a varios municipios de un terremoto de 6,0 M 10-27 segundos antes de que llegara la onda expansiva. ^[24] En 2023, la Administración de Terremotos de China anunció que el EEWS nacional se completó, con 150.000 estaciones de monitoreo, administradas por tres centros nacionales, 31 centros provinciales y 173 centros prefecturales y municipales. Es la red sísmica más grande del mundo. ^[23]

El sistema de alerta temprana de terremotos de Japón se puso en uso práctico en 2006. El sistema que advierte al público en general se instaló el 1 de octubre de 2007. ^{[25] [26]} Se basó parcialmente en el Sistema de detección y alarma urgente de terremotos (UrEDAS  [ja] ) de Japan Railways , que fue diseñado para permitir el frenado automático de los trenes bala . ^[27]

Los datos gravimétricos del terremoto de Tōhoku de 2011 se han utilizado para crear un modelo que aumenta el tiempo de alerta en comparación con los modelos sísmicos, ya que los campos de gravedad viajan a la velocidad de la luz , mucho más rápido que las ondas sísmicas. ^[28]

El Sistema de Alerta Sísmica Mexicano , también conocido como SASMEX, inició operaciones en 1991 y comenzó a emitir alertas públicas en 1993. Es financiado por el gobierno de la Ciudad de México, con contribuciones financieras de varios estados que reciben la alerta. Inicialmente prestaba servicio en la Ciudad de México con doce sensores, ahora cuenta con 97 sensores y está diseñado para proteger la vida y la propiedad en varios estados del centro y sur de México.

El Servicio Geológico de los Estados Unidos (USGS) comenzó la investigación y el desarrollo de un sistema de alerta temprana para la costa oeste de los Estados Unidos en agosto de 2006, y el sistema se volvió demostrable en agosto de 2009. ^[29] Después de varias fases de desarrollo, la versión 2.0 se puso en marcha durante el otoño de 2018, lo que permitió que el sistema "suficientemente funcional y probado" comenzara la Fase 1 de alerta a California, Oregón y Washington . ^[30]

Aunque ShakeAlert pudo alertar al público a partir del 28 de septiembre de 2018, los mensajes en sí no pudieron distribuirse hasta que los diversos socios de distribución privados y públicos hubieran completado las aplicaciones móviles y realizado cambios en varios sistemas de alerta de emergencia. El primer sistema de alerta disponible públicamente fue la aplicación ShakeAlertLA, lanzada en la víspera de Año Nuevo de 2018 (aunque solo alertaba sobre temblores en el área de Los Ángeles ). ^[31] El 17 de octubre de 2019, Cal OES anunció una implementación a nivel estatal del sistema de distribución de alertas en California, utilizando aplicaciones móviles y el sistema de alertas de emergencia inalámbricas (WEA). ^{[32] [33] [34]} California se refiere a su sistema como el Sistema de alerta temprana de terremotos de California. Se implementó un sistema de distribución de alertas a nivel estatal en Oregón el 11 de marzo de 2021 ^[35] y en Washington el 4 de mayo de 2021, completando el sistema de alerta para la Costa Oeste. ^{[36] [37]}

En enero de 2013, Francesco Finazzi, de la Universidad de Bérgamo, inició el proyecto de investigación Earthquake Network , cuyo objetivo es desarrollar y mantener un sistema de alerta de terremotos de colaboración abierta basado en redes de teléfonos inteligentes. ^{[2] [38]} Los teléfonos inteligentes se utilizan para detectar el temblor de tierra inducido por un terremoto y se emite una alerta tan pronto como se detecta un terremoto. Las personas que viven a mayor distancia del epicentro y del punto de detección pueden recibir una alerta antes de que las ondas dañinas del terremoto las alcancen. Las personas pueden participar en el proyecto instalando la aplicación Android "Earthquake Network" en sus teléfonos inteligentes. La aplicación requiere el teléfono para recibir las alertas.

En febrero de 2016, el Laboratorio Sismológico de Berkeley en la Universidad de California, Berkeley (UC Berkeley) lanzó la aplicación móvil MyShake. La aplicación utiliza acelerómetros en teléfonos fijos y conectados a una fuente de alimentación para registrar los temblores y transmitir esa información al laboratorio. ^{[39] [40]} El sistema emite advertencias automáticas de terremotos de magnitud 4,5 o superior. ^[40] UC Berkeley lanzó una versión en japonés de la aplicación en mayo de 2016. ^[41] Para diciembre de 2016, la aplicación había capturado casi 400 terremotos en todo el mundo. ^[42]

El 11 de agosto de 2020, Google anunció que su sistema operativo Android comenzaría a utilizar acelerómetros en dispositivos para detectar terremotos (y enviar los datos al "servidor de detección de terremotos" de la empresa). Dado que millones de teléfonos funcionan con Android, esto puede dar como resultado la red de detección de terremotos más grande del mundo. ^[43]

Inicialmente, el sistema solo recopilaba datos de terremotos y no emitía alertas (excepto en la costa oeste de Estados Unidos, donde proporcionaba alertas emitidas por el sistema ShakeAlert del USGS y no por el propio sistema de detección de Google). En esta etapa inicial, los datos recopilados por los dispositivos Android solo se usaban para proporcionar información rápida sobre un terremoto cercano a través de Google Search , pero siempre se planeó emitir alertas basadas en las capacidades de detección de Google en el futuro. ^[43]

El 28 de abril de 2021, Google anunció el lanzamiento del sistema de alerta a Grecia y Nueva Zelanda , los primeros países en recibir alertas basadas en las propias capacidades de detección de Google. ^[44] Las alertas de Google se extendieron a Turquía , Filipinas , Kazajstán , República Kirguisa , Tayikistán , Turkmenistán y Uzbekistán en junio de 2021. ^[45] En septiembre de 2024, Google anunció que sus advertencias cubrirían ahora todo Estados Unidos (incluidas las áreas no monitoreadas por ShakeAlert del USGS); en ese momento, las alertas de terremoto podrían enviarse a otros 97 países. ^[46]

El 11 de agosto de 2020, Linux Foundation , IBM y Grillo anunciaron el primer sistema de alerta temprana de terremotos completamente de código abierto, que incluye instrucciones para un sismómetro de bajo costo, un sistema de detección alojado en la nube, un panel de control y una aplicación móvil. ^[47] Este proyecto cuenta con el apoyo de USAID , la Fundación Clinton y Arrow Electronics . Los sistemas de alerta temprana de terremotos basados ​​en teléfonos inteligentes dependen de una red densa de usuarios cerca de la zona de ruptura del terremoto, mientras que OpenEEW se ha centrado en cambio en proporcionar dispositivos asequibles que se puedan implementar en regiones remotas cerca de donde pueden comenzar los terremotos. Todos los componentes de este sistema son de código abierto y están disponibles en los repositorios de GitHub del proyecto .

Los sitios de redes sociales como Twitter y Facebook desempeñan un papel importante durante los desastres naturales. ^[48] El Servicio Geológico de los Estados Unidos ( USGS ) ha investigado la colaboración con el sitio de redes sociales Twitter para permitir una construcción más rápida de ShakeMaps. ^{[49] [50]}

• Ingeniería sísmica
• Preparación para terremotos
• Onda P
• Rehabilitación sísmica
• Alerta temprana de terremotos (Japón)
• Sistema de Alerta Sísmica Mexicano

Wikimedia Commons tiene medios relacionados con Sistemas de alerta sísmica.

• Alerta temprana de terremotos – Instituto Tecnológico de California
• Redes bayesianas para la clasificación de la magnitud de los terremotos en un sistema de alerta temprana
• Earthquake Network – El sitio web del proyecto Earthquake Network
• Alerta temprana de terremotos para países en desarrollo – Sitio web de Grillo
• Un sistema de alerta temprana de terremotos de código abierto: sitio web OpenEEW
• Sistema de alertas de terremotos – Sistema Android