Ruido Sísmico ¿Por qué disminuyó en el confinamiento por coronavirus?

Nuestro país cuenta con redes de monitoreo sísmico continuo.  En los sismogramas, que son los registros del movimiento del suelo captado por los sismómetros, se registran continuamente no solo las vibraciones de la tierra sino también otros movimientos.

A estas vibraciones que no son producidas por un sismo, y que por lo tanto no son de interés de los sismólogos, se les conoce como ruido sísmico.

• El ruido sísmico en términos de señales son aquellas vibraciones que no son producidas por un sismo. Puede ser por vibraciones en el propio equipo, por fenómenos meteorológicos, como el viento y el oleaje, o por la actividad humana, como el transporte, maquinaria pesada, los pasos de las personas.

A raíz de la pandemia de COVID-19, sismólogos de todo el mundo notaron que sus estaciones sismológicas se estaban viendo beneficiadas con una reducción considerable del ruido sísmico que registraban. Primero en Asia, en estaciones en Taiwán y China, más adelante en Italia, Estados Unidos, Noruega. En México esto ocurrió en marzo de 2020.

Sismólogos de varios países, entre ellos México, han continuado estudiando el ruido sísmico incluyendo en sus investigaciones a sociólogos y antropólogos para relacionar los datos de las estaciones sismológicas con el comportamiento social.

La doctora Xyoli Pérez Campos, es investigadora del Departamento de Sismología del Instituto de Geofísica de la UNAM. También es profesora del Posgrado en Ciencias de la Tierra de la Facultad de Ingeniería y fue jefa del Servicio Sismológico Nacional entre 2014 y 2021. Es miembro de la Sociedad Mexicana de Ingeniería Sísmica.

La especialista explica que es posible distinguir dentro del ruido sísmico las vibraciones que corresponden a la actividad humana. Son las vibraciones que se encuentran en el rango de entre 1 y 5 Hertz, además las distinguen porque se dividen en el día y la noche, en la noche la actividad humana disminuye mientras que en el día hay mayor actividad en la estación sísmica.

Por ejemplo, en una estación sísmica de Ciudad Universitaria, en la zona sur de la Ciudad de México, los investigadores pueden observar en sus gráficas de ruido sísmico cómo aquel que corresponde a la actividad humana disminuye en las semanas del año que hay vacaciones como en verano, semana santa y diciembre. Además hay ciclos que se repiten los fines de semana cuando disminuye la actividad en el campus.

La doctora Xyoli Pérez y colegas hicieron un análisis de los datos para identificar aquellos que estuvieran asociados con peatones y con vehículos para poder mostrar claramente que había un cambio en el ruido sísmico asociado específicamente al confinamiento por COVID-19.

Es posible observar la evolución en el mundo de cómo va progresando la pandemia y la decisión de confinamiento de los países viendo el ruido sísmico en las estaciones sísmicas de diferentes ciudades del orbe.

Este trabajo lo llevó a cabo el doctor Thomas Lecocq de la Universidad Libre de Bruselas y otros colaboradores. Especialistas del Centro de Geociencias y del Instituto de Geofísica de la UNAM participaron con los datos de una estación sísmica en Querétaro y otra estación en Ciudad Universitaria.

La investigadora señala que en Ciudad Universitaria las gráficas muestran un ciclo semanal en el ruido sísmico, esto se debe a que entre semana el campus es muy ruidoso mientras que los domingos es muy silencioso porque hay menos actividad humana. Lo mismo sucede en otras estaciones ubicadas en ciudades que tienen mas de 10 mil habitantes.

Los investigadores identificaron los máximos de este tipo de ruido sísmico y los mínimos durante todos los días de 2019 y en los primeros meses de 2020; los han comparado con los valores de ruido sísmico antropogénico en todos los días del confinamiento en 2020 y parte de 2021. Hicieron el mismo análisis para todas las estaciones del Servicio Sismológico Nacional tanto en la Ciudad de México como en el resto del país.

• Los niveles más altos de ruido sísmico corresponden a la CDMX, específicamente a las estaciones sismológicas del centro de la ciudad, lo cual es de esperarse porque es la zona con mayor cantidad de actividad, más vivienda, y más transporte público. También tienen mayores niveles de ruido los municipios más poblados.

El ruido sísmico durante la pandemia

En México el confinamiento inició de manera oficial el 23 de marzo de 2020. Sin embargo, desde una semana antes, las escuelas y universidades iniciaron el cierre progresivo. Desde ese momento, se observa una reducción del ruido por el descenso de la actividad humana en Ciudad Universitaria.

Con base en datos proporcionados por otras plataformas, el gobierno notó a finales de marzo de 2020 que no había una reducción tan importante en la movilidad como era necesario e hizo un enfático llamado para que la sociedad se quedara en casa. La investigadora señala que se observa claramente una reducción del ruido sísmico como respuesta a este exhorto de la Secretaría de Salud.

Esto no se ve únicamente en CU, también puede apreciarse en otras ciudades del país gracias a las estaciones sismológicas que hay ahí. Más adelante, las autoridades difundieron durante varias semanas que el pico de la pandemia se presentaría en la semana del 4 al 10 de mayo.

La investigadora señala que en las gráficas se aprecia que la población siguió las recomendaciones de quedarse en casa a tal grado que esa semana se registró el valor mínimo de ruido sísmico asociado a la actividad humana que se observa en toda la pandemia y en todas las estaciones sismológicas del país. Ese es un nivel de disminución que no se ha alcanzado otra vez en todo el confinamiento.

La especialista comenta que en las gráficas se observa que apenas inició el discurso del regreso a las actividades y a la “nueva normalidad”, cuando se instauró el sistema de semáforo, la población comenzó a salir y se registró un aumento del ruido sísmico.

A partir de ahí se empieza a recuperar algo de movilidad en las ciudades de todo el país y se establece un sistema de semáforo específico para cada estado. Además en ese momento las medidas de confinamiento se definen de una manera más local.

En la Ciudad de México se observó que a medida que se abrieron las actividades económicas se fue incrementando el ruido. Por ejemplo, aun cuando llegó el buen fin no hubo un incremento importante, pero tampoco se dio con la apertura de bibliotecas, en cambio sí ocurrió con la apertura de bancos y de centros de exposiciones. Aún así, las gráficas revelan que no se han alcanzado los niveles de actividad que había en 2019 previo al confinamiento.

La doctora en geofísica indicó que el análisis que se hizo del ruido sísmico por actividades humanas permite relacionar, por ejemplo, otra caída en el nivel de ruido en diciembre de 2020 cuando se llegó a semáforo rojo debido a la segunda ola de contagios.

En otras ciudades los análisis permitieron observar fenómenos interesantes. Un caso es el de Hermosillo Sonora donde se registró la mayor caída en el nivel de ruido sísmico, pero también un regreso rápido a la movilidad y un mayor aumento de los contagios en consecuencia.  También se notó que, tras el mensaje de la gobernadora para que la población permaneciera en casa, volvió a bajar el ruido símico y de igual manera los contagios se controlaron rápidamente.

En ciudades como Tuxtla Gutiérrez, Chiapas, se observa un regreso más moderado a la movilidad y ya se alcanzaron los niveles normales desde finales de 2020.

Algo interesante es que todas las estaciones registraron una caída del ruido sísmico antropogénico, todas asentaron el mínimo ruido en la misma semana (mayo de 2020) y todas las estaciones mostraron un aumento de la movilidad.

Por otro lado, es posible correlacionar las gráficas de ruido con aquellas gráficas de contagios oficiales y en ellas se aprecia que en las estaciones que muestran un regreso rápido a la movilidad también hay un avance en los casos reportados con una diferencia de dos semanas que coincide con el periodo de incubación del virus. 

En conclusión, la doctora Xyoli Pérez Campos señala que queda abierta la pregunta sobre si las modificaciones en el ruido sísmico pueden usarse para el monitoreo de la movilidad humana y para plantear políticas públicas.

Por otro lado, a diferencia de otras formas de analizar el movimiento de personas, como los datos proporcionados por empresas como Google, Apple y Facebook que se basan en el uso de dispositivos, esta técnica de monitoreo no viola la privacidad de las personas y podría evitar problemas éticos.

El análisis del ruido sísmico ha abierto nuevas posibilidades. Ya hay investigadores explorando la posibilidad de identificar en un sismograma, mediante el uso de redes neuronales, las señales que corresponden a diferentes tipos de vehículos: medianos, motocicletas y autobuses para monitorear el tráfico de una avenida.  También se podrían hacer análisis del crecimiento poblacional o de monitoreo del tráfico en tiempo real entre muchas otras aplicaciones.