Como hemos mencionado en el Capítulo 1, los límites entre las placas Euroasiática y Africana no se encuentra bien definido en el Sur de España.La creciente instrumentación de la zona, ampliación de la red del Observatorio y red del Estrecho, la red sísmica de Andalucía del Instituto Andaluz de Geofísica (Observatorio de Cartuja de Granada), la red sísmica de Almería, etc., junto al creciente despliegue de estaciones de Banda Ancha y la integración de redes GPS (tanto permanentes como temporales), permitirán un mejor conocimiento de las estructuras y la geodinámica de esta compleja zona.
Con este objetivo, el Real Instituto y Observatorio de la Armada, pionero en España en el campo del registro sísmica, mantiene desplegadas en la zona diversas redes sísmicas: la red de estaciones de Banda Ancha ROA/UCM/GFZ (integrada en la red mundial GEOFON), la estación sísmica de largo periodo de San Fernando, y la ya mencionada red de corto periodo del Observatorio y red del Estrecho.
La red de corto periodo fue desplegada a principios de los 90, y se basa en la transmisión analógica desde las estaciones de campo hasta el Observatorio, donde se datan y convierten a formato digital con una resolución de 12 bits.
Los rápidos avances de la telefonía, receptores GPS, el bajo coste de los convertidores A/D de alta resolución, etc., permitieron plantear la actualización de la instrumentación de esta red por estaciones de altas prestaciones, coste moderado y, sobre todo, de diseño propio. El diseño y puesta en funcionamiento de un prototipo, así como el preprocesado digital de eventos sísmicos, constituyen el núcleo de la presente memoria.
Se exponen a continuación aquellos puntos que, a juicio del autor, sintetizan las aportaciones más relevantes de esta memoria, haciendo un mayor énfasis en aquellas ideas que introducen una cierta novedad en el campo de la instrumentación sísmica y del procesado digital de datos:
• Se ha diseñado un prototipo de estación sísmica digital con características optimizadas para el registro de microterremotos y terremotos moderados, adaptada a las particularidades de la Red del ROA: registro continuo, enlace vía módem o Internet, amplio margen dinámico y con respuesta plana desde 10 segundos hasta los 100 Hz.
• Se propone como novedad la utilización de una impedancia de carga “RC serie” en lugar de utilizar únicamente una resistencia, como en los sistemas clásicos. El análisis del efecto de esta impedancia sobre la respuesta muestra que uno de los polos reales puede ser claramente despreciado, y su función de transferencia puede ser aproximada por una ecuación formada por tres ceros (uno doble en el origen y otro real negativo), y tres polos (en general, uno real y dos complejo conjugados).
Eligiendo adecuadamente los valores de la resistencia y del condensador puede variarse la frecuencia natural del sistema sin variar la ganancia. El estudio realizado muestra que, para el sensor Mark L4-C, se obtiene un aumento del ancho de banda en el orden del 35%.
• El estudio de la dinámica del sistema propuesto muestra que el convertidor A/D utilizado (Cristal CS5322/CS5323), con un margen dinámico de 129 dB a 125 mps, es adecuado para el registro de la microsismicidad, aprovechando la casi totalidad del margen dinámico del sensor. La necesaria amplificación de la señal, previa a la conversión a formato digital, puede ser seleccionada entre 20, 30 o 40 decibelios.
• Hemos desarrollado los circuitos amplificadores y filtros necesarios, utilizando una primera etapa no inversora, ya que presenta la gran ventaja de tener una alta impedancia de entrada. Los posibles ruidos inducidos en modo común se evitan situando el amplificador cerca del sensor y utilizando cables altamente apantallados. La segunda etapa consiste en un filtro “antialiasing” con una frecuencia de corte muy alta (800 Hz) para evitar posibles interferencias de radiofrecuencia, mientras que los filtros digitales del propio convertidor eliminan la contaminación, de más baja frecuencia, antes de producirse la correspondiente decimación.
• El análisis de ruido del sistema propuesto muestra como éste se mantiene por debajo del modelo de bajo ruido de Peterson entre 10 segundos y 10 Hz, al igual que los sistemas convencionales con resistencia de carga.
• Hemos desarrollado los circuitos y programas necesarios para el correcto funcionamiento del sistema, proponiendo la utilización del sistema operativo Linux y el uso del puerto paralelo para la toma de datos. Este puerto ha sido poco aprovechado en la mayoría de los sistemas desarrollados hasta la actualidad, y permite una velocidad de transferencia para la entrada de datos de hasta 2Mbytes por segundo cuando opera en modo EPP. En este modo la transferencia de datos es “hardware” sin que intervenga el microprocesador.
El sistema de sincronismo por GPS, desarrollado por la Sección de Hora del Real Instituto y Observatorio de la Armada, operando conjuntamente con el puerto paralelo en modo EPP, permite datar cada una de las muestras con una precisión mejor que el milisegundo, cumpliéndose las especificaciones inicialmente fijadas.
• Los diseños de las tarjetas convertidoras A/D y la “interfaz” serie-paralelo incluyen diversos circuitos que facilitan las pruebas de los diversos componentes, por lo que serán mucho más sencillas en futuros diseños, reduciendo el consumo.
Las tarjetas electrónicas se pueden adaptar fácilmente para el registro de tres componentes sin necesidad de triplicar el número de circuitos utilizados. En este caso, sólo necesitaríamos modificar el “driver” del puerto paralelo para que lea nueve “bytes” cada vez que se genera la interrupción.
• Las pruebas de funcionamiento de las diversas tarjetas electrónicas y de los programas resultaron satisfactorias, concordando los datos con las especificaciones del fabricante a excepción de la componente de continua del conversor A/D que es ligeramente superior, aunque creemos que se debe al ruido interno del generador de ondas utilizado.
• Se propone la calibración paramétrica por ajuste de la impedancia equivalente como método alternativo de estimación de la respuesta instrumental. Este método obtiene estimaciones bastante precisas de las diversas constantes del sensor (0.15% para la resistencia interna, 1.4% en la estimación del amortiguamiento a circuito abierto, 0.40% para la frecuencia propia y 0.51% en la constante de transducción). La excepción es la autoinductancia, que presenta un error elevado, debido a que sólo se manifiesta de forma apreciable en el rango de muy altas frecuencias.
La medida de la frecuencia propia, la constante de transducción y el amortiguamiento a circuito abierto pueden ser mejoradas ligeramente por otros métodos clásicos (inferiores al 0.01%, 0.3% y 0.9% respectivamente), pero suponen un gran incremento del número de experimentos a realizar en laboratorio.
Las respuestas totales del sistema no difieren de forma apreciable al utilizar los parámetros obtenidos por los diversos métodos ensayados (la máxima diferencia en amplitud es de 0.13 dB, y en fase de 0.62 grados).
Aunque la impedancia de carga se eligió para que la respuesta en amplitud fuese plana, se observa una ligera resonancia en torno a 1.4 Hz. debido a la gran diferencia de la frecuencia propia del sensor (1.25 Hz) con su valor nominal (1 Hz).
• Se propone la calibración empírica, por comparación de los registros de ruido entre dos instrumentos situados en el mismo sitio, utilizando los valores de la coherencia como pesos en la estimación de la función de transferencia entre ambos instrumentos. Esta estimación está limitada hasta unos 10 ó 15 Hz.
• La estimación de la respuesta por comparación de los registros de un sismo relativamente lejano (unos 40 km), muestra la mejor precisión de la calibración empírica. La respuesta obtenida mediante la utilización de la bobina auxiliar no presenta grandes errores, mientras que la calibración paramétrica parece sobreestimar la respuesta a partir de la frecuencia de resonancia en el orden de 3 decibelios.
• Las respuestas obtenidas mediante la utilización de la bobina auxiliar (efectuando la corrección por acoplamiento entre bobinas) y por calibración empírica difieren de la paramétrica a partir de la frecuencia de resonancia, manteniéndose unos 3 decibelios por debajo en amplitud, mientras que en fase las diferencias son siempre inferiores a seis grados. Creemos que el clásico modelo equivalente del sensor adolece de capacidades parásitas que justificarían estas diferencias.
Para frecuencias inferiores a la de resonancia los tres métodos presentan la misma respuesta, con una frecuencia de corte del orden de 0.86 Hz., lo que supone un incremento del ancho de banda de un 30%.
• A partir del estudio de diversos filtros lineales (tanto IIR como FIR) se propone efectuar la ecualización digital para ampliar el ancho de banda hasta los 10 segundos. La ecualización analógica puede provocar la saturación de la señal e incluso mostrar señales aparentemente no saturadas cuando en realidad se habían saturado en etapas previas a la ecualización analógica.
• Se propone un método para la estimación precisa de la frecuencia, fase y amplitud de las diversas componentes del desarrollo en serie de Fourier de ruidos periódicos que permite su mejor eliminación, sin alterar las componentes espectrales de la señal original.
• Se ha diseñado un procedimiento novedoso para la detección y reducción de “spikes” que presenta buenos resultados, aunque en la mayoría de los casos no logra eliminarlos por completo.
• Se propone un método de filtrado no lineal basado en la transformada wavelet, con ideas semejantes a las empleadas por el método de estructuras coherentes pero aplicadas a los coeficientes en cada uno de los niveles de descomposición.
La comparación del método de filtrado no lineal propuesto (actuando conjuntamente con el método de reducción de ruidos periódicos y “spikes”) con diversos filtros lineales clásicos y otros filtros no lineales demuestra su gran eficacia, tanto al aplicarlo sobre la base de datos de sismos sintéticos como reales.
En esta comparación se han analizado los errores en la amplitud máxima, el error eficaz y los niveles de señal-ruido tanto de la primera llegada como del registro completo. El método propuesto se manifestó claramente superior a los demás en todos y cada uno de los aspectos señalados.
• Se han analizado y comparado diversos algoritmos de detección de eventos que operan únicamente con una estación monocomponente. De entre todos destacan claramente los basados en las propiedades del sesgo y la curtosis (Savvaidis et al. 2002), la demodulación compleja (Roberts y Christofferson, 1991), y en la estimación de la envolvente (Baer y Kradolfer, 1987). Estos tres algoritmos presentan un porcentaje de aciertos superior al 60%.
Ninguno de los algoritmos ensayados, como era de esperar, logra alcanzar bajo todas las circunstancias las precisiones de un analista experimentado, pero representan una ayuda inmejorable a la hora de analizar la gran cantidad de datos diarios que produce una red sísmica.
“Lejanas noticias le traen las rocas temblorosas -¡Interprete las señales!”
Hola quien se dirige a Usted Sr. Gonzalo Carrasco Cabrera, es de mi interés mandarles información con respecto al proyecto A.A.S.MU, para poder hacer el desarrollo de dicho proyecto, si bien el mismo esta en la etapa de prototipo de muestra, es de mi interés hacerle y ofrecerles el mismo para su desarrollo., mi interés es el de Venderlo en la suma de U$S.1200.000.000,00 de dólares, esto sería el 85% de la Venta del mismo, quedando yo con el 15 % de por vida en lo que se diría de regalías.
Dicho proyecto he Invento es de interés Mundial, pudiendo el mismo ser negociable con muchos gobiernos y países en el mundo, ya que hoy en día sufren las catástrofes naturales como terremotos, tsunamis y mas.
Este sistema de alarma sísmica es único en el mundo ya que el mismo avisa sus usuarios de un posible terremoto con mas de 5 minutos de anticipa, dándole tiempo mas que suficiente a los usuarios en todo el mundo para poder evacuar a tiempo antes de un posible terremoto u o otros de similar características.
El mismo ya esta patentado, documentado y registrado en Marcas y patentes de ARGENTINA., pudiendo así hacer mas fácil cualquier negociación.
El mismo, el desarrollo del mismo está aprobado por el director de la UTN de Mendoza Argentina y otros ingenieros de sistemas tecnológico y el director de defensa civil lo que respeta a situaciones sísmicas.
Se estima según contadores púbicos ya que dicho proyecto se Vendería en el transcurso de un año a mas de 200.000.000 de habitantes en todo el mundo, dejando ganancias estimadas en mas de U$S. 60000.000.000,00 de dólares el primer año en función, a un promedio de 25 dólares por usuario por mes.
Quedando a la espera de su respuesta.
saluda a Usted muy Atte. Sr. Gonzalo Carrasco Cabrera
Hello the one who there goes to You Mr Gonzalo Carrasco Cabrera, is of my interest to order them information with regard to the project A.A.S.MU, to be able to do the development of the above mentioned project, though the same one this one in the stage of prototype of sample, is of my interest to do him and to offer them the same one for his development., my interest is of Selling It in the sum of U$S.1200.000.000,00 of dollars, this would be 85 % of the Sale of the same one, remaining I with 15 % of for life in what it would be said of royalties.
The above mentioned project is Invention it is of World interest, being able the same negotiable being with many governments and countries in the world, since nowadays they suffer the natural catastrophes like earthquakes, tsunamis and mas.
This system of seismic alarm is only in the world since the same one warns his users of a possible earthquake with mas of 5 minutes of it anticipates, having time him mas that sufficient to the users in the whole world to be able to evacuate in time before a possible earthquake or or others of similar characteristics.
The same one already this patent, documented and registered in Brands and patents of ARGENTINE., being able do this way mas easily any negotiation.
The same one, the development of the same one is approved by the director of the UTN of Mendoza Argentina and other engineers of systems technologically and the director of civil defense what he respects to seismic situations.
It is estimated according to pubic book-keepers since the above mentioned project Would Sell in the course of one year to mas of 200.000.000 of inhabitants in the whole world, making earnings estimated in mas of U$S. 60000.000.000,00 of dollars the first year in function, to an average of 25 dollars for user per month.
Waiting for his response.
He greets to You very Atte. Mr Gonzalo Carrasco Cabrera