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  • El rol de la tecnología satelital en el sistema que permite detectar explosiones en el Mar

    Por causa de los tristes hechos que han tenido lugar en relación a la pérdida de contacto con un submarino de la Armada Argentina, ha tomado protagonismo público el sistema que detectó una explosión en el Atlántico tres horas después de dicha pérdida de contacto. 

    Se trata de la red del CTBTO (Comprehensive Nuclear-Test-Ban Treaty Organization, o la Organización del Tratado para la prohibición completa de los ensayos nucleares), cuyo objetivo es monitorear, denunciar y en definitiva evitar las detonaciones nucleares, en concordancia con los tratados internacionales vigentes.

    Este sistema tiene dos importantes eslabones que dependen de tecnología satelital. Pero primero, cómo funciona el sistema:

    Información valiosa bajo los 20 Hz:

    El hecho de que el oído humano este limitado en recepción de señales de muy baja frecuencia resulta muy práctico; la constante llegada de señales de diversos eventos, como avalanchas, tornados, temblore y erupciones volcánicas, ocurridos desde pocos hasta muchos kilómetros de distancia, inundarían nuestra audición impidiéndonos la concentración en cualquier sonido específico del entorno inmediato. Pero, la detección sistemática de dicha información sonora, o mejor dicha infrasonora, resulta tremendamente valiosa para la comprensión de lo que ocurre en nuestro planeta, tanto a nivel científico para el largo plazo como a nivel político, estratégico y táctico gracias a la comprensión de fenómenos contingentes.

    El sistema CTBTO opera decenas de bases en todo el mundo que son capaces de detectar infrasonidos (sonidos cuya frecuencia e intensidad normalmente están por debajo de los umbrales de frecuencia e intensidad de la audición humana), correspondiente a vibraciones que se dispersan por el planeta cuando un evento violento tiene lugar.

    Argentina es parte del tratado desde 1996, con bases de detección funcionando en Tierra del Fuego, Bariloche y la Antártida, y actualmente se prepara una estación de detección también cerca de Salta. Algunas de estas estaciones detectan radionucleidos y otras se especializan en la detección de infasonidos.

    Las explosiones nucleares no son el único fenómeno que genera ondas detectables por un sistema como el del CTBTO. A principios del 2013 tuvo lugar la caída de un bólido en Cheliábinsk, que ha sido hasta ahora el estallido natural mas fuerte detectado por el sistema. Dicha detonación fue registrada por 20 estaciones, la mas lejana a 15 mil kilómetros, en la Antártida, casi al otro lado del mundo.

    El 21 de abril del mismo año el sistema detectó un bólido similar, más pequeño, que estalló sobre territorio argentino, específicamente sobre Santiago del Estero. En esa ocasión, el Dr. Pierrick Mialle del CTBTO confirmó a Claudio Martínez la detección.

    "Micrófonos" barométricos:

    Los componentes principales de detección del sistema se encuentran en estaciones en tierra, y utilizan microbarómetros para convertir las ondas infrasonoras en impulsos eléctricos, que luego son analizados en base a sofisticados algoritmos en las oficinas de CTBTO en Viena. Estas estaciones se enlazan con Austria mediante varios satélites VSAT. Ahí tenemos que una tecnología de comunicación satelital que es un componente vital del sistema.

    Además de las estaciones en Tierra, hay hidrófonos (micrófonos que operan bajo el agua) enlazados a estaciones terrestres mediante cables submarinos, y también existe la posibilidad de boyas acuáticas autónomas para incrementar la resiliencia y cantidad de información, para las cuales se usaría la constelación de órbita baja Iridium como nexo con el resto del sistema.

    La importancia del tiempo:

    Para determinar el lugar donde tiene lugar un impulso infrasonoro, el sistema ocupa el mismo método que la audición humana. Nuestro cerebro calcula la posición relativa de los sonidos que percibimos midiendo, entre otros parámetros, la diferencia de tiempo con la cual las ondas sonoras llegan a uno de nuestros oídos en comparación con el otro. De similar forma, las estaciones del CTBTO toman nota muy precisa del tiempo exacto en que se recibe un frente de onda en cada microbarómetro o hidrófono, y al analizar comparativamente estas señales en relación a una base de tiempo precisa, se puede determinar mediante la posición en que se origina cada impulso. Esa base de tiempo la proporcionan sistemas de GNSS como GPS y Galileo, y con esto estamos enunciando la otra tecnología satelital imprescindible para que este sistema funcione correctamente.

    Si esto suena demasiado sencillo, es porque efectivamente es un poco más complejo: los sensores, similarmente al caso de nuestros oídos, deben analizar múltiples impulsos y determinar cuáles de ellos corresponden a un fenómeno de interés y cuáles simplemente son, por ejemplo, truenos, desprendimiento de icebergs u otros fenómenos locales. Esta discriminación entre señal y ruido requiere un sofisticado análisis, y esa es la razón por la cual, a pesar que el estallido ocurrido en la zona del submarino ARA San Juan el 15 de noviembre fue técnicamente detectado de manera inmediata, se necesitaron días para analizar la información hidroacústica y detereminar su origen.

    Uniendo las detecciones de sensores acústicos con las de sistemas de sismología, es posible establecer la posición de un evento hasta una resolución de unos 10 kilómetros cuadrados.

    En el caso que nos convoca, la detección habría correspondido principalmente a las estaciones ubicadas en la isla británica de Ascención (HA10, a mitad de camino entre América y África) y en la isla francesa de Crozet, (HA09, situada al sur-sudeste de Sudáfrica). La estación ubicada en el archipiélago chileno de Juán Fernández (HA03) no habría jugado un rol, debido a la sombra acústica que supone América del Sur y a la magnitud pequeña del impulso detectado.

    Esto, sin perjuicio que las estaciones ubicadas en Ushuaia y la Antártida posiblemente también hayan contribuido a la matriz de datos que se utilizó para ubicar la explosión.

    En un mensaje compartido en Twitter por Sina Zerbo, secretario ejecutvo del CTBTO, se muestra una imagen con parte de la información hidroacústica que fue entregada a las autoridades argentinas para ayudar a establecer lo sucedido con el submarino perdido.

    Según explicó Lassina Zerbo, esa señal no significa que el sumergible entero haya explotado.

    "Lo que registramos es un impulso, una breve señal, pero esto no significa que el submarino haya explotado. Es un error que mucha gente está diciendo", afirmó el responsable de la CTBTO en una entrevista concedida a Efe en Viena.

    "Nosotros registramos una señal de una explosión muy pequeña. No sabemos si fue el submarino, o fue el movimiento del submarino o una pequeña (explosión) en los motores", dijo Zerbo.

    Zerbo comparó la búsqueda de una señal del ARA San Juan en la inmensidad del océano con encontrar una "aguja en un pajar".

    "Si se busca una aguja en un pajar hay que hacer un trabajo preparatorio y revisar cada pequeño espacio hasta encontrarla. Si la aguja es metálica es más fácil, pero si tiene el mismo color que la paja será más difícil", expuso el responsable de CTBTO sobre la enorme dificultad técnica para dar con la información adecuada.

    "Revisamos cada ruido y señal. Separamos todo lo que podía ser un ruido de una señal. Bajo del agua hay todo tipo de ruidos. Incluso podemos detectar el sonido de las olas. Hay ruidos industriales, los producidos por mamíferos acuáticos, por la naturaleza", expuso.

    "Hay que filtrar cada sonido y señal para poder preguntarnos si eso podría estar relacionado con algo vinculado al submarino", detalló Zerbo en referencia al complicado proceso, que duró una semana.

    Fuentes y más información: 

    Para más detalles sobre el caso del submarino ARA San Juan, invitamos a revisar las siguientes fuentes: La NaciónPerfil y El Economista. Para conocer más sobre el CTBTO y sus sistemas, recomendamos leer la publicación Hydroacoustics. Para leer en profundidad sobre recepción de infrasonidos, recomendamos la tesis del ing. en sonido chileno Juan Carlos Muñoz, titulada Introducción a los Infrasonidos y su Recepción.

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