El sistema de evaluación y notificación de tsunamis en aguas profundas (DART) es un componente de un sistema mejorado de alerta de tsunamis .
Al registrar los cambios en la temperatura y la presión del fondo marino y transmitir los datos a través de una boya de superficie a una estación terrestre vía satélite, DART permite realizar pronósticos de tsunamis instantáneos y precisos. En el modo estándar, el sistema registra los datos a intervalos de 15 minutos y, en el modo de eventos, cada 15 segundos. Un sistema de comunicación bidireccional permite que la estación terrestre cambie DART al modo de eventos siempre que se necesiten informes detallados.
Cada estación DART consta de una boya de superficie y un paquete de registro de presión del fondo marino ( BPR ) que detecta los cambios de presión del agua causados por tsunamis . La boya de superficie recibe información transmitida desde el BPR a través de un enlace acústico y luego transmite datos a un satélite, que retransmite los datos a estaciones terrestres para su difusión inmediata a los Centros de Alerta de Tsunami de la NOAA, el Centro Nacional de Boyas de Datos de la NOAA y el Laboratorio Ambiental Marino del Pacífico (PMEL) de la NOAA. La red de telefonía satelital comercial Iridium se utiliza para la comunicación con 31 de las boyas. [1]
Cuando el software de a bordo identifica un posible tsunami, la estación abandona el modo estándar y comienza a transmitir en modo de evento. En el modo estándar, la estación informa la temperatura y la presión del agua (que se convierten a la altura de la superficie del mar , de forma similar a un medidor de profundidad o un mareómetro ) cada 15 minutos. Al comienzo del modo de evento, la boya informa las mediciones cada 15 segundos durante varios minutos, seguidas de promedios de 1 minuto durante 4 horas. [2]
Las estaciones DART I de primera generación tenían capacidad de comunicación unidireccional y dependían únicamente de la capacidad del software para detectar un tsunami y activar el modo de evento y la transmisión rápida de datos. Para evitar falsos positivos, el umbral de detección se estableció relativamente alto, lo que presentaba la posibilidad de que un tsunami con una amplitud baja no pudiera activar la estación.
El DART II de segunda generación está equipado para comunicación bidireccional, lo que permite a los pronosticadores de tsunamis colocar la estación en modo de evento anticipando la llegada de un tsunami.
La evaluación y notificación de tsunamis en aguas profundas se abrevia y registra oficialmente como DART. [3]
La NOAA de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica ha colocado estaciones de evaluación y notificación de tsunamis en aguas profundas en áreas específicas, áreas con un historial de generación de grandes tsunamis, para estar completamente seguros de que la detección de tsunamis se realizará lo más rápidamente posible. El año de 2001 fue la finalización de las primeras seis boyas de detección de tsunamis colocadas a lo largo de la costa norte del Océano Pacífico. En 2005, el presidente de los Estados Unidos, George W. Bush, anunció un plan de dos años y 3,5 millones de dólares para instalar boyas de detección de tsunamis en el océano Atlántico y el Caribe con el fin de ampliar las capacidades del país para detectar tsunamis. Como el Océano Pacífico crea el 85 por ciento de los tsunamis del mundo [4] , la mayoría de los nuevos equipos de boyas de detección de tsunamis se instalarán alrededor del borde del Pacífico , mientras que solo siete boyas se colocarán a lo largo de la costa atlántica y caribeña porque, si bien los tsunamis son poco frecuentes en el Atlántico, ha habido registros de tsunamis mortales informados en el Atlántico. Aproximadamente 13,8 millones de dólares de la financiación gubernamental se utilizaron para adquirir e instalar exactamente 32 sensores de presión en el fondo del océano para detectar tsunamis y recopilar datos como la altura y la velocidad del tsunami que se aproxima. Este sistema propuesto, presentado por John H. Marburger, de la Oficina de Política Científica y Tecnológica de la Casa Blanca, debería proporcionar a los Centros de Alerta de Tsunamis de los Estados Unidos una cobertura de casi el cien por ciento para cualquier tsunami que se aproximara, así como reducir todas las falsas alarmas a casi cero. [4] Durante todas estas mejoras y actualizaciones del sistema actual, se descubrió que aproximadamente tres cuartas partes de las alertas de tsunami eran innecesarias y un desperdicio de dinero. Unos años más tarde, en 2008, ahora hay aproximadamente 40 boyas de detección de tsunamis colocadas en el Océano Pacífico por la NOAA. Las boyas DART mejoradas se desarrollaron originalmente para mantener, pero sobre todo para mejorar, el momento de detección de un tsunami. Con un tiempo de detección mejorado para los tsunamis, eso es más tiempo para salvar vidas, orientación de alerta y coordinación internacional.
La tecnología de boyas DART fue desarrollada en PMEL , [5] con el primer prototipo desplegado en la costa de Oregón en 1995. En 2004, las estaciones DART® pasaron de la investigación en PMEL al servicio operativo en el Centro Nacional de Boyas de Datos (NDBC), y PMEL y NDBC recibieron la Medalla de Oro del Departamento de Comercio "por la creación y uso de un nuevo sistema de boyas amarradas para proporcionar información de advertencia precisa y oportuna sobre tsunamis" . [6]
A raíz del terremoto del Océano Índico de 2004 y los tsunamis posteriores , se anunciaron planes para desplegar 32 boyas DART II adicionales en todo el mundo. [7] Estas incluirían estaciones en el Caribe y el Océano Atlántico por primera vez.
El sistema de alerta de tsunamis de Estados Unidos se completó en 2008 y cuenta con 39 estaciones en el océano Pacífico , el océano Atlántico y el mar Caribe . La comunidad internacional también se ha interesado por las boyas DART y, a partir de 2009, Australia , Chile , Indonesia y Tailandia han desplegado boyas DART para utilizarlas como parte del sistema de alerta de tsunamis de cada país.
Los sistemas de boyas de evaluación y notificación de tsunamis en aguas profundas (DART) se componen de tres partes. Hay un registrador de presión de fondo (BPR) anclado en el fondo del lecho marino. Una boya de superficie amarrada se conecta al registrador de presión de fondo a través de un enlace de transmisión acústica. El enlace envía datos desde el registrador de presión anclado a la boya de superficie. La boya de superficie envía los datos por radio a satélites como el sistema Iridium . Desde los satélites, los datos viajan por radio a tierra y luego a la oficina del sistema mediante telecomunicaciones convencionales. [8]
La boya de superficie tiene un disco de fibra de vidrio de dos metros y medio de diámetro cubierto de espuma y tiene un desplazamiento bruto de 4000 kg. [9] La línea de amarre que conecta la boya de superficie y el registrador de presión es una línea de nailon de diecinueve milímetros que tiene una resistencia a la tracción de 7100 kg. [9]
Los datos que envía el registrador de presión del fondo anclado a la boya de superficie consisten en la temperatura y la presión del agua de mar circundante. Recupera y publica datos cada 15 segundos para obtener una lectura promedio de las condiciones meteorológicas actuales. [10]
Un sensor de presión muy estable, de larga duración y de muy alta resolución es una tecnología fundamental para el registrador de presión de fondo de DART. [11] Es un extensómetro de cristal de cuarzo resonante con un colector de fuerza de tubo Bourdon . Cuando se compensa la temperatura, este sensor tiene una resolución de presión de aproximadamente 1 mm de agua al medir la presión a una profundidad de varios kilómetros. [12]
Una vez que los datos llegan a la boya de superficie, los datos de presión se convierten en una altura promedio de las olas que rodean la boya. La temperatura del agua de mar circundante es importante para los cálculos porque la temperatura afecta la densidad del agua, por lo tanto, la presión, y por lo tanto, la temperatura del mar es necesaria para medir con precisión la altura de las olas del océano. Debido a que los tamaños de las olas del océano varían constantemente, el sistema tiene dos modos de informar datos, el modo estándar y el modo de evento. [13] El modo estándar es el modo más común. Cada 15 minutos, envía la altura estimada de la superficie del mar y la hora de la medición. [8]
Si el software recibe datos que no están dentro de los promedios de datos recientes, el sistema cambia automáticamente al modo de evento. El modo de evento transmite datos cada 15 segundos y calcula la altura promedio de la superficie del mar y el momento en que se registran los datos cada minuto. Si no se reciben más datos que no estén fuera de los promedios que se están calculando en ese momento, vuelve al modo estándar después de cuatro horas. [13] Cuando NOAA lanzó las primeras seis boyas DART, su sistema solo tenía un sistema de comunicación unidireccional. No fue hasta 2005 cuando la primera generación de la boya DART se actualizó a la segunda generación de la boya DART. Después de 2005, las boyas Dart comenzaron a utilizar satélites de comunicación Iridium que le permitían no solo recuperar información, sino también enviar información a un DART. [14] Las comunicaciones bidireccionales entre los Centros de Alerta de Tsunamis y el registrador de presión hicieron posible configurar manualmente las boyas DART en modo de evento en caso de cualquier sospecha de un posible tsunami entrante. Para garantizar que las comunicaciones estén siempre en contacto y sean seguras, las boyas DART cuentan con dos sistemas de comunicación: dos independientes y un sistema de comunicación redundante. [14] Con estos sistemas de comunicación actualizados y confiables, ahora se pueden enviar datos a donde sea necesario en todo el mundo.
