Cables submarinos: sensores sísmicos para puertos marítimos
De autopistas digitales a sensores globales. Las infraestructuras de fibra óptica bajo los mares y océanos pueden convertirse en un sistema de vigilancia sísmica y ambiental sin precedentes
Los cables submarinos que sostienen el 99% del tráfico de datos del planeta —más de 1,7 millones de kilómetros de fibra óptica según Naciones Unidas— están transformándose en sensores sísmicos de alcance global. Esta red, equivalente a 42 vueltas a la Tierra por el ecuador, puede ahora convertirse en un sistema de vigilancia y alerta temprana sin precedentes para puertos y infraestructuras marítimas vulnerables a terremotos, tsunamis y otros riesgos naturales.
- Para el sector portuario y marítimo, esta nueva funcionalidad de los cables submarinos representa una oportunidad única para proteger infraestructuras críticas y fortalecer la resiliencia ante amenazas naturales. Si los cables submarinos de fibra óptica se consolidan en este ámbito, la gestión de estos riesgos entraría en una nueva dimensión, permitiendo alertas tempranas que salven vidas y protejan inversiones de miles de millones de euros.
Cables submarinos: infraestructura crítica para los puertos
Los puertos dependen cada vez más de instalaciones submarinas vulnerables: cables de energía para la electrificación de muelles, tuberías de combustible, sistemas de amarre automatizados... Cualquier evento sísmico, tsunami o deslizamiento submarino puede comprometer estas infraestructuras y paralizar operaciones durante semanas.
Los puertos ubicados en zonas con actividad sísmica —muchos de Asia se sitúan en las inmediaciones del Cinturón de fuego del Pacífico— conocen bien esta amenaza. En el tsunami de marzo de 2011 en Japón, seis puertos importantes (Hachinohe, Sendai, Onahama, Ishinomaki, Kashima y Hitachinaka) sufrieron daños de consideración. En el Mediterráneo, el tsunami de 1908 cerca del volcán Etna causó 80.000 muertes, un recordatorio de que esta amenaza también existe en aguas europeas.
La pregunta es: ¿y si la misma infraestructura digital que conecta los puertos pudiera también protegerlos?

De autopistas digitales a sensores globales
Esencialmente, los cables submarinos de telecomunicaciones son fibras ópticas protegidas por múltiples capas de acero, polietileno y materiales impermeables. Estas líneas están diseñadas para soportar las extremas condiciones del fondo marino y transmiten información mediante pulsos de luz láser a través del cristal.
Pero estos cables también pueden detectar cualquier cambio minúsculo en su entorno bajo el agua. ¿Cómo es posible? Gracias a dos fenómenos físicos que ocurren naturalmente en las fibras ópticas:
- el Sensado Acústico Distribuido (DAS, por sus siglas en inglés)
- la Reflectometría Óptica en el Dominio del Tiempo Brillouin (BOTDR).
Aunque sus nombres son complejos, su funcionamiento se basa en un principio relativamente simple: convertir las vibraciones y cambios de temperatura en señales ópticas que pueden medirse, creando una red neuronal en los mares capaz de sentir cualquier perturbación.

Cómo funciona el Sensado Acústico Distribuido (DAS)
Arantza Ugalde, investigadora del Instituto de Ciencias del Mar-CSIC (ICM-CSIC), explica a PierNext que la tecnología DAS «convierte un cable de telecomunicaciones convencional en miles de sensores virtuales separados, típicamente unos pocos metros a lo largo de decenas de kilómetros del cable».
El DAS utiliza un equipo llamado interrogador, conectado a un extremo de la fibra óptica, que envía pulsos de luz láser a lo largo del cable. Parte de esa luz se refleja debido a irregularidades microscópicas del material y regresa al interrogador. Un software puede analizar cómo varía en el tiempo esa señal reflejada y así el sistema puede detectar deformaciones extremadamente pequeñas provocadas por vibraciones u ondas acústicas. Estas variaciones permiten identificar eventos sísmicos u otros movimientos. Además, el tiempo que tarda la luz en volver permite localizar con precisión el punto del cable donde se ha producido la deformación.
Traduciéndolo a un terreno más práctico, Ugalde añade que «con DAS se registran ondas sísmicas de terremotos y, dependiendo del entorno, señales asociadas a deslizamientos o actividad volcánica; señales meteo-oceánicas relacionadas con el estado del mar y, potencialmente, señales asociadas a tsunamis».
Además, la investigadora del CSIC explica otros datos que se pueden medir con esta tecnología como «tráfico marítimo o terrestre y actividades industriales, así como señales de origen biológico, por ejemplo, vocalizaciones de cetáceos».
La empresa francesa Alcatel Submarine Networks (ASN), especializada en tecnologías de sensado con fibra óptica, ha desarrollado soluciones comerciales que convierten cables convencionales en redes de sensores distribuidos. En este vídeo, explican cómo sus sistemas DAS pueden monitorizar infraestructuras críticas en tiempo real, desde oleoductos hasta cables submarinos, detectando vibraciones, intrusiones y eventos sísmicos a lo largo de decenas de kilómetros con un único interrogador.
Cómo funciona la tecnología BOTDR: midiendo la temperatura del océano
Mientras el DAS detecta vibraciones y movimientos, la Reflectometría Óptica en el Dominio del Tiempo Brillouin (BOTDR) se especializa en medir cambios de temperatura a lo largo de todo el cable. Esta tecnología aprovecha un fenómeno físico conocido como dispersión Brillouin, que ocurre cuando la luz láser interactúa con las moléculas del material de la fibra óptica.
El proceso funciona de manera similar al DAS: un interrogador envía pulsos de luz a través del cable, pero en este caso, la frecuencia de la luz reflejada varía según la temperatura del entorno que rodea la fibra. Cuando la temperatura aumenta, las moléculas de la fibra vibran de forma diferente, alterando ligeramente la frecuencia de la luz que rebota. Al analizar estos cambios de frecuencia y el tiempo que tarda la luz en regresar, el sistema puede crear un mapa térmico detallado de todo el recorrido del cable.
Un ejemplo revelador de su potencial lo encontramos en la isla antillesa de Guadalupe, donde los investigadores del proyecto ERC FOCUS de la UE detectaron un aumento de temperatura de 1,5°C que coincidió con un evento de blanqueamiento coralino que destruyó el 30% de los arrecifes locales en dos años. Sin esta monitorización continua, el fenómeno habría pasado desapercibido hasta que los daños fueran irreversibles.
Para las infraestructuras portuarias, esta capacidad de monitorización térmica tiene aplicaciones directas: desde detectar vertidos industriales que alteran la temperatura del agua hasta monitorizar las condiciones de especies marinas protegidas en zonas de operación portuaria. También permite identificar corrientes oceánicas anómalas que puedan afectar la navegación o las operaciones de fondeo.

Sensores sísmicos en cables submarinos: casos reales
La capacidad de estos sistemas no es teórica. Un proyecto liderado por Nokia Bell Labs consiguió convertir un cable de 4.400 kilómetros entre Hawái y California en 44.000 estaciones sísmicas, separadas por apenas 100 metros. Para contextualizar esta cifra: es como tener un sismógrafo cada 100 metros a lo largo de toda la distancia entre Madrid y Moscú. El sistema detectó con éxito un terremoto de magnitud 8,8 en la península de Kamchatka y el posterior tsunami, demostrando que esta tecnología puede cubrir distancias transoceánicas.
En aguas europeas, el proyecto ERC FOCUS instaló un prototipo de monitorización con estos cables en la costa cercana al volcán Etna, donde se confía evitar un desastre como el tsunami de 1908 que causó 80.000 víctimas. Esta iniciativa demuestra que el Mediterráneo, aunque percibido como un mar relativamente tranquilo, también requiere sistemas de alerta temprana.
Para el tráfico marítimo, el DAS puede rastrear el movimiento de embarcaciones que navegan sobre las zonas donde están los cables, ofreciendo datos complementarios a los sistemas AIS (Automatic Identification System) y radar. Esto resulta especialmente útil para detectar actividad no autorizada o gestionar el tráfico en aproximaciones portuarias congestionadas. En algunas pruebas piloto, el sistema ha identificado incluso embarcaciones pequeñas que no emiten señal AIS.
Aplicaciones directas de sensores sísmicos submarinos en puertos
La capacidad de monitoreo del DAS para detectar terremotos en tiempo real permite evaluar rápidamente el riesgo de daños estructurales en muelles, grúas, almacenes y otras instalaciones portuarias. Los minutos de ventaja que proporciona la detección temprana pueden marcar la diferencia entre una evacuación ordenada y una catástrofe.
En el caso concreto de los tsunamis, los cables pueden registrar las deformaciones sutiles del fondo marino causadas por el paso de una ola de tsunami, proporcionando minutos cruciales de alerta antes de que llegue a la costa. Esos minutos adicionales permiten activar protocolos de emergencia, detener operaciones de carga y descarga, y alejar buques de muelles vulnerables.
Los cables de fibra óptica también ayudan a monitorizar otras infraestructuras submarinas críticas. La tecnología DAS puede detectar corrientes submarinas anómalas, deslizamientos de tierra o incluso anclas de buques que amenacen instalaciones como cables de energía para electrificación de muelles o tuberías de combustible. En puertos que están electrificando sus operaciones para reducir emisiones, esta protección adicional cobra especial relevancia.
Más allá de la seguridad estructural, el monitoreo bioacústico mediante DAS permite reducir el riesgo de colisiones con cetáceos en zonas de tráfico marítimo intenso, una preocupación creciente en puertos europeos con normativas ambientales cada vez más estrictas.
¿Cómo evolucionarán las redes de monitorización con fibra óptica?
A pesar de su enorme potencial, la implementación generalizada de esta tecnología enfrenta obstáculos significativos. El principal es el acceso a los cables. La mayoría de la infraestructura submarina está en manos de grandes corporaciones tecnológicas como Google, Meta, Amazon y Microsoft, que han invertido masivamente en cables propios para conectar sus centros de datos globales.
- Los operadores de cables temen que la tecnología de sensado pueda interferir con el tráfico de datos o ocupar capacidad de transmisión. Aunque los interrogadores originales operaban en las mismas longitudes de onda que las telecomunicaciones, la nueva generación de dispositivos funciona en bandas ópticas diferentes, eliminando el riesgo de interferencias.
De todas formas, Arantza Ugalde se muestra optimista sobre la evolución en la próxima década de estas tecnologías: «cada vez hay más cables de fibra y es razonable esperar una consolidación de su uso para sensado, sin interferir con las comunicaciones, basado en marcos de colaboración y en políticas que faciliten el acceso para fines públicos».
Otro reto es la limitación de alcance de los interrogadores. Actualmente, el DAS registra datos a una distancia máxima de 150 kilómetros y el BOTDR de 70 kilómetros. Esto restringe la monitorización al primer tramo de cable cerca de la costa, antes del primer repetidor de señal. En el mencionado proyecto de Nokia Bell Labs, se aprovecha una función loop-back de los repetidores para amplificar las señales reflejadas, permitiendo monitorear cables transoceánicos completos, pero esta solución aún no está ampliamente disponible.
Por supuesto, estos cables con longitudes de centenares de kilómetros generan un gran volumen de datos cuya gestión es otro desafío para implementar estos sistemas de medición. Por ejemplo, un cable de 50-100 kilómetros genera aproximadamente un terabyte de datos al día debido a la alta resolución del DAS.
En el terreno de las ventajas futuras, Ugalde afirma que «mediante monitorización bioacústica operativa en zonas de tráfico marítimo se puede reducir el riesgo de colisiones con cetáceos». La experta del CSIC concluye, finalmente, que «la IA será central para gestionar el gran volumen de datos, y el verdadero cambio llegará cuando estas capacidades pasen de proyectos piloto a servicios estables integrados en los sistemas globales de observación y gestión del riesgo».
Mientras los proyectos piloto demuestran la viabilidad técnica, la siguiente fase requiere marcos de colaboración público-privada que faciliten el acceso a cables existentes sin comprometer las operaciones de telecomunicaciones. Los puertos que integren tempranamente estas capacidades de monitorización en sus planes de resiliencia estarán mejor posicionados para proteger inversiones multimillonarias en infraestructuras de electrificación, automatización y sostenibilidad.
La pregunta ya no es si los cables submarinos pueden convertirse en sistemas de protección portuaria, sino cuánto tiempo tardarán los puertos en incorporar esta tecnología a sus estrategias de gestión de riesgos. En un contexto de creciente vulnerabilidad climática y sísmica, esperar puede resultar más costoso que actuar.
