Mejorar la predicción de terremotos con tecnología de detección de gases
Nuestra misión es ayudar a proteger la vida humana y los recursos de las consecuencias de los desastres naturales mediante el uso de nuestra tecnología de detección de gases para permitir la investigación clave en instituciones académicas y gubernamentales para comprender mejor lo que la naturaleza nos está diciendo.
Imagínese cómo podríamos prepararnos mejor para el impacto de un terremoto catastrófico si pudiéramos predecir su momento. Aunque los terremotos no se pueden predecir con certeza, los científicos e ingenieros están trabajando para identificar y comprender mejor las señales invisibles de alerta temprana.
«La naturaleza siempre envía señales de lo que está sucediendo; necesitamos aprender a escuchar, medir y cuantificar estas señales para mejorar nuestra capacidad de adaptación y reacción a ellas», afirma el Dr. Andrés Díaz, profesor universitario experimentado e investigador científico sénior de INFICON. «Si contamos con las herramientas adecuadas para «escuchar mejor», podríamos predecir posibles fenómenos nocivos y prepararnos mejor para ellos. Esto se ha hecho con los huracanes, donde los científicos predicen una trayectoria y pueden evacuar zonas para prevenir y minimizar la pérdida de vidas humanas. ¿Podríamos aprender a hacer lo mismo con las erupciones volcánicas y los terremotos? Creo que sí; la medición continua de las emisiones de gases proporciona una pista y una vía para hacerlo».
En China, el Instituto de Predicción Sísmica está estudiando las emisiones de gases en varias estaciones de monitoreo para obtener pistas sobre la predicción de terremotos y así poder mejorar los esfuerzos de respuesta. Los expertos del instituto y los investigadores internacionales han observado que los niveles de concentración de gases y las proporciones de gases cambian incluso varios días antes de un gran terremoto, lo cual es la fuerza impulsora detrás del Proyecto de Monitoreo de Terremotos. Para comprender plenamente los factores que influyen en las señales, estas observaciones deben validarse mediante un seguimiento continuo y a largo plazo. Existen varias tecnologías para detectar y cuantificar los niveles de concentración de gases; una de ellas es la cromatografía de gases (GC), que separa las moléculas de una muestra según su afinidad con una columna preparada y se cuantifican con un detector térmico conductivo basado en MEMS.
Para ayudar en esta investigación pionera, el Instituto eligió el Micro GC Fusion Gas Analyzer® de INFICON como herramienta para supervisar y validar las estimaciones de emisiones de gases en combinación con métodos más tradicionales, como la vigilancia sísmica. En colaboración con INFICON, el gobierno chino lleva más de un año rastreando los gases que se escapan de determinados campos de aguas termales cercanos a las fallas. Los datos se correlacionan con la presión en el núcleo de la Tierra manifestada por la actividad sísmica, lo que allana el camino para la recopilación de datos a largo plazo.
«Durante un terremoto, hay vidas y recursos en juego», afirma el Dr. Díaz. «La desgasificación pasiva en fallas y sitios volcánicos proporciona una forma directa de comprender mejor qué proceso está ocurriendo en el interior de la Tierra que impacta en su superficie y en nuestras vidas en ella. El Instituto está liderando una investigación impactante en la ciencia de los terremotos y las estrategias de respuesta con la ayuda de la tecnología INFICON, que está a la vanguardia de la instrumentación de análisis de gases».
El papel y el impacto de la tecnología de GC
Las unidades Micro GC Fusion proporcionaron resultados prometedores en dos estaciones de monitoreo geoquímico multiparamétrico en diferentes provincias de China. Alojadas de forma segura en recintos protectores, estas estaciones proporcionan datos fiables en tiempo real, esenciales para el seguimiento de los cambios geoquímicos y el apoyo a los sistemas de alerta temprana.
La investigación colaborativa ha tenido tanto éxito que el Instituto está ampliando la implementación del monitoreo de gases a más estaciones en la siguiente fase, con el objetivo futuro de ampliarlo para cubrir con estaciones todas las regiones de fallas activas de China.
Además de probar e implementar la tecnología de cromatografía de gases, la colaboración también se ampliará para probar sobre el terreno otras tecnologías de análisis de gases, como el análisis con espectrómetro de masas in situ utilizando el INFICON Transpector® MPH y la detección de helio atmosférico mediante un «detector de fugas» especial para Ciencias de la Tierra basado en el sensor WiseTechnology® de alta sensibilidad de INFICON.
El uso del Micro GC Fusion facilita la detección y cuantificación de gases emitidos en las estaciones de monitoreo geoquímico, como hidrógeno, helio, metano, etano, oxígeno, nitrógeno, dióxido de carbono, monóxido de carbono y sulfuro de hidrógeno. El Dr. Díaz explicó que la acumulación de presión en el interior de la Tierra cambia la composición de la desgasificación que se produce en los pozos. El sistema está equipado con líneas de muestreo directo de gas para analizar continuamente las emisiones, mientras que la filtración integrada protege contra la interferencia de partículas. Esta configuración garantiza una monitorización precisa e ininterrumpida, fundamental para observar los cambios geoquímicos en estas regiones sísmicamente activas.
Mediante el análisis preciso de los datos de los gases recogidos, los investigadores obtienen información valiosa sobre los patrones de actividad sísmica y de desgasificación. La concentración y las proporciones de gas pueden utilizarse como precursores de una actividad sísmica significativa, incluso días antes de que se produzca un evento catastrófico. La región que se está estudiando actualmente abarca 21 ciudades dentro de una zona sísmica. En última instancia, esta tecnología mejora la capacidad de salvar vidas al permitir una predicción más eficaz de los terremotos.
Avanzando en la previsión de salvamento para desastres naturales
Los terremotos son una amenaza global, con el potencial de causar estragos y cobrar vidas. Al identificar posibles precursores de la actividad sísmica, los productos INFICON desempeñan un papel crucial en la mitigación del impacto de tales desastres.
Además de nuestra participación en la investigación en curso destinada a pronosticar estos eventos catastróficos, seguimos trabajando en la mejora de nuestros límites de detección de Micro GC Fusion basados en MEMS a niveles inferiores a las partes por millón (ppm). También estamos trabajando con el Earthquake Institute para programar el control de flujo de la estación y la recopilación de datos en un software de visualización en línea, que estará disponible en tiempo real desde cualquier lugar del mundo. Este avanzado sistema mejora las capacidades de alerta temprana del Instituto, permitiéndoles proporcionar datos reales de manera efectiva a las comunidades vulnerables. Mediante la colaboración con las autoridades regionales y las partes interesadas, INFICON garantiza la integración efectiva de nuestra tecnología de monitorización en los sistemas de gestión de desastres.
A través de alertas tempranas y medidas de preparación, las comunidades están capacitadas para actuar durante los terremotos. La aplicación de Micro GC Fusion para la predicción de terremotos representa un avance significativo en la preparación para desastres. A través de su implementación, nuestro objetivo es proteger vidas, recursos, infraestructuras y el medio ambiente del impacto devastador de los terremotos.
En INFICON, estamos orgullosos de proporcionar soluciones tecnológicas y estar a la vanguardia de la investigación y la innovación con nuestros socios y colaboradores.
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En colaboración con el Laboratorio de Sistemas Robóticos de la ETH de Zúrich, estamos trabajando en un proyecto denominado ARAMMIS - Robots autónomos para el mapeo de áreas, la monitorización y la detección in situ. Nuestro objetivo es integrar nuestras cargas útiles avanzadas de detección de gases en el robot con ruedas y piernas.
Como expertos en detección de gases y mediciones de vacío en muchos sectores, incluidos el de los semiconductores, la energía y la seguridad, nuestros equipos siempre están buscando "lo siguiente" en innovación.