Científics del CSIC a l’institut GEO3BCN exploren la utilització d’aquestes dades com una eina de monitorització de l’activitat humana en l’entorn urbà. L’estudi, publicat a la revista Solid Earth, analitza les dades registrades per una xarxa de 19 estacions sísmiques instal·lada a Barcelona durant el confinament de 2020. Els nivells de soroll sísmic registrats van ser més baixos que els observats durant els períodes de vacances.
 

Les dades sísmiques adquirides en entorns urbans poden ser, en determinades condicions, un indicador vàlid per monitoritzar l’activitat humana de les ciutats ja que proporcionen detalls similars als obtinguts per altres indicadors de mobilitat més habituals, com ara els de la telefonia mòbil. Aquesta és una de les principals conclusions d’un nou estudi elaborat per investigadors de Geociències Barcelona – CSIC (GEO3BCN-CSIC). El sismòleg Jordi Díaz és el primer autor d’aquest estudi que ha estat publicat a la revista Solid Earth. Mario Ruiz, de GEO3BCN-CSIC, i José Antonio Jara, de l’Institut Cartogràfic i Geològic de Catalunya (ICGC) han participat també en l’elaboració d’aquest treball.

Els autors de l’estudi han analitzat de forma detallada les variacions d’amplitud de les vibracions del sòl registrades per una xarxa temporal de sismòmetres desplegada en el marc del projecte SANIMS a Barcelona entre els mesos de setembre de 2019 i de 2020. Aquestes dades sísmiques han estat comparades en el treball amb d’altres indicadors de mobilitat i activitat humana, com són els proporcionats pels operadors de telefonia mòbil.

Les estacions de la xarxa desplegada pel projecte SANIMS van enregistrar el descens del nivell de soroll sísmic ambiental que es va produir a la ciutat durant el confinament decretat per tal de frenar l’avenç del coronavirus entre el 13 març i el 21 de juny de 2020, permetent identificar les diferents fases d’aquest confinament en el senyal. Aquesta variació s’associa fonamentalment a la reducció de les vibracions generades pel trànsit i l’activitat industrial durant aquestes dates en les quals es va restringir la mobilitat.

Els autors defensen en el treball els avantatges que impliquen l’ús de les dades sísmiques com a indicadors de l’activitat humana en l’entorn urbà ja que, segons diuen, es tracta de registres oberts. Segons expliquen els autors de l’estudi,  la seva disponibilitat “no depèn de les decisions de les empreses privades”. A més, els investigadors destaquen que aquests registres integren també el trànsit i l’activitat industrial i subratllen  la facilitat amb la que poden ser instal.lats i mantinguts els sensors  d’una xarxa sísmica. També ressalten l’existència “d’uns protocols ben establerts per tal de poder compartir aquestes dades en temps real”.

La xarxa sísmica  estava formada per un total de 19 estacions amb una separació entre elles d’entre 2 i 3 quilòmetres aproximadament. 14 d’aquests sismòmetres es van instal·lar en diferents centres d’educació secundària que van col·laborar amb el projecte SANIMS, que té entre els seus objectius la divulgació de la sismologia i les Ciències de la Terra entre els estudiants. “Aquesta xarxa cobreix l’àrea d Barcelona amb una densitat d’estacions alta”, indica Díaz, qui afegeix que “el fet de disposar d’una xarxa densa dins d’una mateixa ciutat permet detectar les diferències entre les diferents ubicacions i obtenir un valor mitjà més representatiu del que passa a la ciutat”. També es van utilitzar les dades registrades per les cinc estacions permanents que l’ICGC té a la ciutat de Barcelona.

Els autors de l’estudi van recollir i processar els registres de les estacions de la xarxa i van centrar la seva investigació en les variacions d’amplitud en la banda de freqüència de 2 a 20 Hz, ja que és en aquesta amplitud on es registren les vibracions generades pel trànsit o les activitats de la indústria.

“El treball mostra com la disminució de l’activitat humana a Barcelona durant el confinament decretat durant la pandèmia de COVID-19 ha tingut un impacte directe en els nivells de vibracions sísmiques registrades”, explica Jordi Díaz. Comparant amb els registres històrics d’altres estacions fixes, van observar que la disminució dels nivells de soroll sísmic durant el confinament va ser significativament “més gran que la que s’observa durant els períodes de vacances”.

Per verificar la fiabilitat dels resultats obtinguts a partir de les dades sísmiques, els investigadors van comparar-los amb altres indicadors de mobilitat proporcionats de manera excepcional durant el període de confinament per empreses com Google, Apple o Facebook. Les dades relatives a les validacions de bitllets de metro i les proporcionades per l’Institut Nacional d’Estadística (INE) sobre mobilitat també es van utilitzar com a referència per comprovar que allò que mostraven els registres sísmics s’ajustava a la realitat.

“Les variacions de la intensitat del senyal sísmic al llarg del temps permeten distingir les diferents fases de l’confinament  de forma similar a la que mostren altres indicadors de mobilitat”, expliquen els investigadors en el treball.

El descens dels nivells registrat a Barcelona és comparable, d’altra banda, als que es van registrar en altres ciutats del món durant aquest període de “silenci sísmic” i que ha estat analitzat en un recent estudi publicat a la revista “Science” i en el qual també hi va participar en Jordi Díaz. “L’efecte és similar en la major part de ciutats de tot el món, però a Barcelona hem pogut analitzar les diferències registrades en diferents localitzacions amb més precisió gràcies a la xarxa temporal de sismòmetres”.

Els autors de l’estudi destaquen també la importància que tenen les xarxes de sismòmetres com la desplegada en el marc del projecte SANIMS per a la divulgació de les Ciències de la Terra en el món educatiu, ja que poden incrementar l’interès dels estudiants per la sismologia i l’ús de determinades metodologies científiques. Els investigadors recorden que, gràcies a la col·laboració establerta amb els diferents centres d’educació secundària en els quals s’hi ha instal·lat sismómetre, s’han elaborat tres treballs d’investigació per part de l’alumnat de batxillerat.

Article de referència

Diaz, J., Ruiz, M., and Jara, J.-A.: Seismic monitoring of urban activity in Barcelona during the COVID-19 lockdown, Solid Earth, 12, 725–739, https://doi.org/10.5194/se-12-725-2021, 2021.

Comunicación GEO3BCN

 

Instituto de Análisis Económico (IAE)

Variacions del soroll sísmic registrat per l’estació ubicada a l’edifici de Geociències Barcelona-CSIC entre gener de 2019 i setembre de 2020. Les vibracions es deuen fonamentalment al tràfic, sistemes de transport col·lectiu o activitat industrial. Es pot observar el descens en la intensitat del senyal a partir del 15 març de 2020, amb l’inici del confinament. Les dues setmanes de confinament total, delimitades per les línies verticals vermelles discontínues, mostren un nivell mínim d’activitat. Es pot apreciar que el nivell de soroll sísmic durant el confinament és clarament menor que el registrat en períodes de vacances (Crèdit: Jordi Díaz, Geociències Barcelona-CSIC)

Material de descàrrega
Imatge (jpeg)