Os cabos submarinos poderiam salvá-lo de um tsunami?

Cabos submarinos podem ajudar a detectar desastres naturais (crédito: Vismar UK/Shutterstock.com)

Os sensores de fibra são sensíveis à temperatura, deformação e perturbações mecânicas, permitindo técnicas como interferometria de fase, interferometria de polarização e espalhamento Rayleigh, Brillouin e Raman. Além de conectar as pessoas, as fibras ópticas que existem no céu, no subsolo e no fundo do oceano, na forma de redes ópticas, poderiam oferecer oportunidades únicas de medição em vastas áreas onde a detecção convencional é muitas vezes difícil ou impossível.

Graças em grande parte à indústria das telecomunicações, a implantação de fibras ópticas é generalizada, mas nos últimos anos, a capacidade dos cabos de fibra óptica para detectar factores ambientais tornou-se mais evidente. Atualmente há pouca sobreposição entre essas redes. Recentemente, foram feitos esforços para fundir as suas infra-estruturas para trazer benefícios de custos e cobertura para ambos os sectores.

“Paralelamente às comunicações ópticas existe todo um campo de detecção de fibra. A razão é muito simples – a mesma fibra que amamos para telecomunicações é na verdade um ótimo sensor”, disse Mikael Mazur do Nokia Bell Labs, durante uma apresentação no OFC deste ano em San Diego, em março.

Tentar fundir redes de telecomunicações e de detecção traz vantagens para ambas. A indústria das telecomunicações poderia aumentar a fiabilidade das suas redes e evitar futuras interrupções. E as indústrias poderiam expandir a sua cobertura ou permitir a detecção em áreas onde isso ainda não é possível, como onde o custo ou a implantação de cabos é proibitivamente elevado.

“Gostaria de pensar que esta pode ser uma grande oportunidade para permitir que os sistemas de comunicação por fibra óptica assumam um papel muito maior na nossa sociedade do que têm hoje, não só transportando os dados, mas também dando-nos uma informação mundial em tempo real. roteiro do que está acontecendo”, disse Mazur.

No domínio submarino, tem havido muitas pesquisas sobre o uso de redes de telecomunicações para fins de detecção ambiental. Em 2022, uma equipe de cientistas do Laboratório Físico Nacional (NPL) demonstrou uma nova técnica para transformar cabos submarinos de energia e telecomunicações em conjuntos de sensores ambientais.

Trabalhos anteriores do NPL em 2018 mostraram que os cabos submarinos poderiam ser reaproveitados como sensores para a detecção de terremotos subaquáticos usando técnicas interferométricas ultraestáveis. No entanto, um cabo poderia atuar apenas como um único sensor, e as medições eram limitadas apenas às alterações integradas ao longo de todo o comprimento do cabo. A nova pesquisa demonstra como alguns cabos podem ser convertidos em uma série de sensores, em vez de apenas um único sensor.

A equipe liderada pelo NPL, incluindo pesquisadores da Universidade de Edimburgo, do British Geological Survey, do Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica (INRiM) e do Google, testou a técnica em uma ligação intercontinental de fibra óptica submarina de 5.860 km entre o Reino Unido e o Canadá. Eles demonstraram a detecção de terremotos e sinais oceânicos, como ondas e correntes, em vãos individuais entre repetidores espalhados por toda a conexão transatlântica. A fibra óptica em cada vão funcionou como um sensor, com até 12 sensores implementados ao longo do cabo. Atualizações futuras aumentarão esse número para 129. É crucial que os dados desses sensores possam ser registrados continuamente e em tempo real. O conjunto de sensores baseados em cabos pode identificar a área epicentral dos terremotos da mesma forma que os sismógrafos terrestres.

Pensa-se que, ao aplicar este novo método a uma rede existente de cabos submarinos, áreas enormes e atualmente não monitorizadas do oceano poderiam ser potencialmente instrumentadas com milhares de sensores ambientais permanentes em tempo real. Poderia efetivamente transformar a infraestrutura de telecomunicações subaquáticas num conjunto gigante de sensores geofísicos. A integração desta abordagem com as actuais redes baseadas em sismógrafos poderia proporcionar o potencial para expandir substancialmente a infra-estrutura global de monitorização de sismos, desde a terra até ao fundo do mar, onde apenas um punhado de sismógrafos permanentes estão actualmente instalados.