Científicos del CSIC en el instituto GEO3BCN exploran el uso de estos datos como herramienta para monitorizar la actividad humana en el entorno urbano. El trabajo, publicado en la revista Solid Earth, analiza los datos registrados por una red de 19 estaciones sísmicas instalada en Barcelona durante el confinamiento de 2020. Los niveles de ruido sísmico registrados fueron más bajos que los observados durante los periodos de vacaciones.
 

Los datos sísmicos adquiridos en entornos urbanos pueden ser, bajo determinadas condiciones, un indicador válido para monitorizar la actividad humana en las ciudades ya que proporcionan detalles similares a los obtenidos por otros indicadores de movilidad más habituales, como los procedentes de la telefonía móvil. Esta es una de las principales conclusiones de un nuevo estudio elaborado por investigadores de Geociencias Barcelona – CSIC (GEO3BCN-CSIC). El sismólogo Jordi Díaz es el primer autor de este trabajo que ha sido publicado en la revista Solid Earth. Mario Ruiz, de GEO3BCN-CSIC, y José Antonio Jara, del Institut Cartográfic y Geològic de Catalunya (ICGC) han participado también en la elaboración de este trabajo.

Los autores del estudio han analizado en detalle las variaciones de amplitud de las vibraciones del suelo registrada por una red temporal de sismómetros desplegada en el marco del proyecto SANIMS en Barcelona entre los meses de septiembre de 2019 y de 2020. Estos datos sísmicos han sido comparados en el trabajo con otros indicadores de movilidad y actividad humana, como los proporcionados por los operadores de telefonía móvil.

Las estaciones de la red desplegada por el proyecto SANIMS  registraron el descenso del nivel de ruido sísmico ambiental que se produjo en la ciudad durante el confinamiento decretado para frenar el avance del coronavirus entre el 13 marzo y el 21 de junio de 2020, permitiendo diferenciar las diversas fases de dicho confinamiento. Esta variación se asocia fundamentalmente al descenso de las vibraciones generadas por el tráfico y la actividad industrial durante estas fechas en las cuales se restringió la movilidad.

Los autores defienden en el trabajo las ventajas del uso de los datos sísmicos como indicadores de la actividad humana en el entorno urbano por ser registros de tipo abierto y porqué su  disponibilidad «no depende de las decisiones de las empresas privadas». Además, los investigadores destacan que estos registros integran también el tráfico y la actividad industrial y subrayan la sencillez de instalación y mantenimiento de los sensores de una red sísmica, así como la existencia de “unos protocolos bien establecidos para compartir esos datos en tiempo real».

La red estaba formada por un total de 19 estaciones con una separación entre ellas de 2 y 3 kilómetros aproximadamente. 14 de estos sismómetros se instalaron en diferentes centros de educación secundaria que colaboraron con el proyecto SANIMS, que incluye entre sus objetivos promover la divulgación de la sismología y las Ciencias de la Tierra entre los estudiantes. «Esta red cubre el área d Barcelona con una densidad de estaciones alta», indica Díaz, quien añade que «el hecho de disponer de una red densa dentro de una misma ciudad permite detectar las diferencias entre las diferentes ubicaciones y obtener un valor medio más representativo de lo que pasa en la ciudad». También se utilizaron los datos registrados por las cinco estaciones permanentes que el ICGC tiene en la ciudad de Barcelona.

Los autores del estudio recogieron y procesaron los registros de las estaciones de la red y centraron su análisis en las variaciones de amplitud en la banda de frecuencia de 2 a 20 Hz, ya que es en esta amplitud donde se registran las vibraciones generadas por el tráfico o las actividades de la industria.

«El trabajo muestra como la disminución de la actividad humana en Barcelona durante el confinamiento decretado durante la pandemia de COVID-19 ha tenido un impacto directo en los niveles de vibraciones sísmicas registradas», explica Jordi Díaz. Comparando los datos obtenidos con los registros históricos de otras estaciones fijas, observaron que la disminución del nivel de ruido sísmico durante el confinamiento fue significativamente «mayor que la que se observa durante los periodos de vacaciones».

Para verificar la fiabilidad de los resultados obtenidos a partir de los datos sísmicos, los investigadores los compararon con otros indicadores de movilidad proporcionados de forma excepcional durante el periodo de confinamiento por empresas como Google, Apple o Facebook. Los datos relativos a las validaciones de billetes de metro y los proporcionados por el Instituto Nacional de Estadística sobre movilidad también se utilizaron como referencia para comprobar que lo que mostraban los registros sísmicos se ajustaba a la realidad.

«Las variaciones de la intensidad de la señal sísmica a lo largo del tiempo permiten distinguir las diferentes fases del confinamiento, al menos de forma similar a la que muestran otros indicadores de movilidad”, explican los investigadores en el trabajo.

El descenso de los niveles registrado en Barcelona es comparable, por otra parte, a los que se registraron en otras ciudades del mundo durante este periodo de «silencio sísmico» y que ha sido analizado en un reciente estudio publicado en la revista Science y en el que también participó Jordi Díaz. «El efecto es similar en la mayor parte de ciudades del mundo, pero en Barcelona hemos podido analizar las diferencias registradas en diferentes localizaciones con más precisión gracias a la red temporal de sismómetros».

Los autores del estudio destacan también la importancia que tienen las redes de sismómetros como la desplegada en el marco del proyecto SANIMS para la divulgación de las Ciencias de la Tierra en el mundo educativo, ya que pueden incrementar el interés de los estudiantes por la sismología y el uso de determinadas metodologías científicas. Los investigadores recuerdan que, gracias a la colaboración establecida con los centros de educación secundaria en los que se ha instalado una estación de registro, se han elaborado tres trabajos de investigación por parte del alumnado de bachillerato.

Referencia

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)

Variaciones del ruido sísmico registrado por la estación ubicada en el edificio de Geociencias Barcelona-CSIC entre enero del 2019 y septiembre de 2020. Las vibraciones se deben fundamentalmente al trafico, sistemas de transporte colectivo o actividad industrial. Se puede observar el descenso en la intensidad de la señal a partir del 15 marzo del 2020, con el inicio del confinamiento. Las dos semanas de confinamiento total, delimitidas por las lineas verticales rojas discontinuas, muestran un nivel mínimo de actividad. Se puede apreciar que el nivel de ruido sismico durante el confinamiento es claramente menor que el registrado en periodos vacacionales (Crédito: Jordi Díaz, Geociencias Barcelona-CSIC).

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