- Cada 19 de septiembre nos recuerda nuestra fragilidad; en la actualidad, las IA aportan nuevas herramientas para el análisis de datos de los movimientos telúricos y la reducción de riesgos
Ciudad de México, 18 de septiembre del 2023.- Algo se fractura al interior de la Tierra. Su capa más superficial, denominada litósfera, forma una especie de rompecabezas que integra las placas tectónicas. Los movimientos y el calor generados en las partes más internas del planeta producen la ruptura y liberación repentina de energía acumulada en las rocas que se irradian en diferentes direcciones. El temblor nace y transforma la vida de las urbes.
Movimientos cotidianos
Se registran decenas de sismos con diferentes magnitudes todos los días. En el mes de agosto de 2023, el Servicio Sismológico Nacional reportó en nuestro país mil 894 temblores con epicentros dentro de territorio mexicano. Las magnitudes se encontraron en un rango desde 1.3 hasta 5.8; los epicentros se concentraron, principalmente, en la región centro y sur de México, en los estados de la costa del Pacífico y en el Golfo de California. Agosto ya es historia, pero su registro es fundamental para la combinación de sismogramas históricos y nuevos datos que ayudan a entender mejor la dinámica de los sismos.
El 19 de septiembre se ha convertido en un día emblemático que nos recuerda nuestra fragilidad ante los fenómenos naturales. Este día es recordado por los fuertes terremotos de 1985 y de 2017; así como otro con menores efectos en 2022. No existe evidencia científica que avale que este mes o este día ocurrirá un sismo de magnitud considerable; sin embargo, la fecha es un recordatorio puntual para la revisión de estrategias que pretenden hacer más efectivo su estudio.
El doctor Everardo Bárcenas, académico del Laboratorio de Inteligencia Artificial de la Facultad de Ingeniería de la UNAM, señala que una dificultad que en general se presenta para el análisis de la actividad sísmica es la gran cantidad de datos que generan los sensores de sismos, y ahí las herramientas de IA tienen la capacidad de generar análisis de calidad para integrar mucha información. “La Inteligencia Artificial integra distintos métodos para analizar grandes cantidades de datos y en la actualidad se estudian propiedades relacionadas a la actividad sísmica que tienen que ver con señales acústicas”.
Precisamente existen varios estudios en distintas geografías que buscan analizar una mayor cantidad de datos ligados a las señales acústicas para ganar tiempo a la llegada de la onda sísmica. Desde hace siglos la ciencia ha buscado una manera fiable de anticiparse a los terremotos. En la búsqueda de otras señales precursoras se han analizado fluctuaciones en la geoquímica del agua subterránea, efectos electromagnéticos en la atmósfera superior e incluso cambios en el comportamiento animal, pero los avances realmente significativos parecen estar de la mano de la IA.
La revista Science publicó un estudio donde dos sismólogos franceses de la Universidad Côte d’Azur y el Institut de Physique du Globe, de París, analizaron series temporales de GPS de alta velocidad antes de 90 terremotos diferentes de magnitud 7 o superior, para intentar encontrar una señal precursora común a todos ellos, demostrando la detección de una señal sutil que surgió del análisis del ruido dos horas antes de que ocurrieran grandes terremotos.
En Chile, académicos del Departamento de Electrónica de la Universidad Técnica Federico Santa María, desarrollan un prototipo que busca detectar oportunamente los movimientos sísmicos de mediana a gran magnitud, a través de un sensor acústico distribuido en la fibra óptica. Combinado con herramientas de la IA buscan encontrar más datos para lograr informar, con anticipación a la población, sobre un eventual terremoto o evento sísmico potencialmente destructivo.
También en este país sudamericano, desde hace varios años desarrollan un sistema de IA basado en modelos ocultos de Markov (HMM) y redes neuronales profundas (DNN), capaz de identificar y clasificar una amplia variedad de sonidos acústicos en el océano, que incluyen desde llamados de grandes especies como ballenas hasta señales relacionadas con movimientos telúricos de gran magnitud. El objetivo es tener herramientas automáticas de bajo costo y funcionalidad que clasifiquen las distintas señales acústicas, así como mejorar la eficiencia de los análisis.
Nuevas capacidades
En la última década, se han producido más de mil 700 movimientos sísmicos que han dejado alrededor de 350 mil víctimas mortales en todo el mundo, según datos del Servicio Geológico de Estados Unidos (USGS). El doctor Bárcenas señala que en la actualidad no es posible hacer una predicción de sismos porque en geología el nivel de entendimiento de este tipo de actividad aún no es completo; sin embargo, “la IA, con su enorme capacidad para procesar datos, podría llevar a que se logre en un futuro cierto nivel de predicción para ampliar el margen de tiempo en que un fenómeno de este tipo pudiera afectar a una población”.
Algunos de los terremotos más destructivos en las últimas décadas, como el de China, en 2008; Haití, en 2010; o Japón, en 2011, por ejemplo, ocurrieron en zonas que habían sido consideradas como relativamente seguras en los mapas de amenazas sísmicas. Las posibilidades de los análisis masivos de datos, que permiten las tecnologías derivadas de la Inteligencia Artificial, podrían proveer más herramientas para proporcionar alertas más tempranas y precisas, e incluso focalizar nuevas áreas de potenciales daños.
Bárcenas apunta que entre los diferentes proyectos que se realizan en su laboratorio, que empezó a funcionar en 2019, se encuentran dos, ligados a la prevención de riesgos por fenómenos naturales.
El primero de ellos tiene que ver con el estudio de redes sociales con la finalidad de extraer información regional que ayude a atender necesidades apremiantes entre las diferentes poblaciones. “Cuando existen este tipo de fenómenos, se genera información en tiempo real que tiene indicadores importantes para ciertas necesidades que surgen en un momento específico”.
El especialista afirma que herramientas similares, aplicadas al análisis de los datos generados en las redes sociales, fueron utilizadas con éxito en muchos países durante la pandemia para conocer las áreas de contagio en tiempo real. Con Inteligencia Artificial pusieron en práctica, de muchas y variadas formas, para tratar de combatir el impacto del Covid 19, por ejemplo, para predecir el número de camas UCI necesarias o en aplicaciones de diagnóstico rápido de la enfermedad a través del análisis de radiografías.
El segundo proyecto del Laboratorio de Inteligencia Artificial de la Facultad de Ingeniería, es el trabajo con algoritmos para generar mejores rutas de evacuación. Los algoritmos juegan un papel fundamental en la IA. Un algoritmo se define como un conjunto ordenado de instrucciones, operaciones, pasos o procesos que permiten desarrollar una tarea determinada o hallar una solución ante un problema planteado. Se trata de una especie de listado de instrucciones preestablecidas que guían las decisiones a tomar. Los algoritmos son la esencia de cualquier sistema de Inteligencia Artificial y se les entrena suministrándoles la mayor cantidad de datos posibles, referencias útiles para un mejor aprendizaje.
Es así que este tipo de proyectos potencializan tres áreas de estudio fundamentales en la prevención: la detección y análisis de áreas de riesgo no identificadas previamente, un mejor entendimiento del impacto y daños potenciales, y la generación de herramientas más precisas para visualizar el fenómeno con mayor anticipación.
Bárcenas afirma que para visualizar las bondades de la IA, más allá de las controversias, hay que entenderla como generadora de herramientas con vastas posibilidades de facilitar la vida en múltiples áreas. “La IA tiene la capacidad de generar herramientas auxiliares para la toma de decisiones en tareas críticas. Como cualquier tipo de herramienta de este tipo puede tener riesgos, como errores intrínsecos en su construcción con diferentes costos, pero al final, como cualquier herramienta, son responsabilidad de los seres humanos, en su construcción y uso”.
Con información de: https://www.eluniversal.com.mx/
