Una strada residenziale ad Arcata, California, è un pomeriggio di agosto. C’è un gruppo di studenti universitari in fila con un martello da fabbro: colpiscono una piastra d’acciaio sul marciapiede. Cinque secondi di pausa, altro colpo. Altri cinque secondi, un nuovo colpo. Sembra un mix tra il codice morse e il gioco dei martelloni in testa alle talpe. A mezzo chilometro di distanza, in laboratorio, un computer cattura ogni vibrazione come se l’impatto avvenisse sotto le sue fondamenta. Il segreto? Sotto quel marciapiede corrono cavi internet che, senza modifiche hardware, si sono trasformati in una rete di sensori sismici lunga decine di chilometri.
Monitoraggio sismico: quando i cavi internet ascoltano la Terra
Il progetto della Cal Poly Humboldt, condotto da Eric Riggs con l’U.S. Geological Survey (USGS), utilizza un dispositivo chiamato “Interrogatore DAS (Distributed Acoustic Sensing)” collegato alle fibre ottiche già interrate per espandere la connessione internet in Humboldt County, una zona tra le più sismiche degli Stati Uniti continentali.
La tecnologia sfrutta un principio fisico semplice: quando un’onda sismica passa, il terreno si deforma. Se sotto quel terreno ci sono cavi internet in fibra ottica, anche loro si scuotono leggermente. Gli impulsi laser inviati lungo la fibra cambiano caratteristiche quando il vetro si allunga o si comprime. L’interrogatore rileva queste micro-variazioni e le traduce in dati sismici.
Un singolo cavo lungo 100 chilometri può fornire dati equivalenti a 10.000 sismometri tradizionali, ciascuno del costo fino a 50.000 dollari. Avete letto bene: 500 milioni di dollari in sismografi potrebbero essere sostituiti in tutto o in parte dai 150.000 euro di un cavo internet (anche se bello lungo).
Il sistema attuale in California rileva terremoti fino a magnitudo 1 sulla scala Richter, eventi invisibili ai sensori convenzionali ma preziosi per mappare le faglie attive. Jeff McGuire, geofisico USGS e responsabile scientifico di ShakeAlert (sistema di allerta sismica californiano), spiega che questa densità di copertura permetterebbe di aumentare i secondi di preavviso prima che le onde sismiche principali colpiscano ospedali, scuole e infrastrutture critiche.
Come funziona il DAS (Distributed Acoustic Sensing)
Un laser invia impulsi di luce lungo la fibra. Le imperfezioni microscopiche nel vetro riflettono parte della luce all’indietro. Se un terremoto deforma la fibra, il “pattern” della luce riflessa cambia. L’interrogatore confronta questi pattern migliaia di volte al secondo, ricostruendo dove e come il terreno si muove lungo ogni metro di cavo.
Dall’Irpinia a Stanford: i cavi internet in fibra ottica in Italia e nel mondo
Non è solo California. In Italia, l’INGV (Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia) con l’Università Federico II di Napoli ha esteso a 80 chilometri l’osservatorio INFO (Irpinia Near Fault Observatory), sistema di monitoraggio sismico che collega Sant’Angelo le Fratte a Castelgrande in Basilicata. La fibra, fornita da Fastweb e Metis, ha rilevato il terremoto di magnitudo 4.0 del 25 ottobre scorso vicino Avellino: la deformazione del suolo è stata registrata lungo tutti gli 80 chilometri, creando un’immagine continua della propagazione delle onde mai vista prima su scala nazionale.
Gilberto Saccorotti, sismologo INGV, descrive pragmaticamente il sistema: è come avere “un sismometro ogni 10 metri per 80 chilometri”. Gaetano Festa, fisico dell’ateneo napoletano, aggiunge che la risoluzione permette di caratterizzare anche la microsismicità, quella serie di eventi troppo deboli per i sensori classici ma essenziali per capire come si accumula stress sulle faglie. Un po’ come guardare bene le crepe su un muro prima che ceda.
A Stanford, tre anni di dati raccolti nei condotti sotterranei del campus hanno identificato migliaia di piccoli terremoti locali usando reti neurali addestrate a distinguere vibrazioni sismiche dal rumore del traffico. Al Caltech, Zhongwen Zhan ha usato 100 km di cavi internet in fibra ottica per scomporre un sisma di magnitudo 6 nella Antelope Valley in quattro sub-eventi sequenziali, un dettaglio invisibile alla rete tradizionale. Come abbiamo raccontato, persino i cavi transoceanici vengono testati per rilevare tsunami in tempo reale.
Il paradosso della fibra oscura
Esiste un problema pratico. La maggior parte delle fibre ottiche nel mondo è “dark fiber”: cavi installati ma non utilizzati, riserva per espansioni future delle reti telecom. Secondo dati USGS, in California ci sono migliaia di chilometri di dark fiber che potrebbero diventare sensori sismici senza investimenti in nuova infrastruttura. Ma le compagnie telefoniche sono riluttanti a concedere accesso. Motivi: sicurezza dei dati, responsabilità legale, interruzioni del servizio (anche se il DAS funziona in parallelo alla trasmissione dati senza interferenze).
Eric Riggs sottolinea che in Humboldt County il progetto è riuscito perché la fibra appartiene a un operatore locale che ha collaborato fin dall’inizio. Per replicare l’esperimento su scala più grande servirebbe un quadro normativo che incentivi la condivisione delle infrastrutture per scopi scientifici e di protezione civile. In altre parole: la tecnologia esiste, l’ostacolo è burocratico.
Numeri chiave del monitoraggio sismico con cavi internet in fibra ottica:
- 1 cavo da 100 km = 10.000 sismometri virtuali
- Risoluzione spaziale: 1 sensore ogni 1-10 metri
- Sensibilità: terremoti da magnitudo 1.0 in su
- Costo sismometro tradizionale: fino a $50.000
- Costo aggiuntivo per DAS su fibra esistente: quasi zero (solo un nuovo “interrogatore”)
- Non cci sono paper scientifici: è un progetto già operativo, gli ostacoli sono “solo” normativi.
Come ci cambia la vitab quando la latenza si misura in vite salvate
Ogni secondo di anticipo sui terremoti può significare fermate d’emergenza per treni, chiusura automatica di valvole del gas, attivazione di generatori ospedalieri. Con una rete basata sui cavi internet in fibra ottica, il numero di punti di rilevamento passerebbe da centinaia a milioni, coprendo anche zone “offshore”, in mare, dove i sensori tradizionali non sono diffusissimi (troppo costosi da installare e mantenere).
Nei prossimi tre anni, studenti e ricercatori della Humboldt testeranno varianti del sistema DAS, valutando limiti e potenziale per applicazioni su larga scala. McGuire definisce l’università “un incredibile impianto di prova per la ricerca sismica”. Un laboratorio a cielo aperto dove la rete internet locale è anche la rete sismometrica più densa dello stato.
Anche l’Europa si muove. Il National Physical Laboratory britannico ha dimostrato che i cavi sottomarini transatlantici possono funzionare come sensori ambientali, rilevando non solo terremoti ma anche correnti oceaniche e temperature. L’Italia, con INFO in Irpinia, si pone all’avanguardia continentale: la microsismicità registrata alimenta modelli predittivi sul rischio sismico regionale, con l’obiettivo di identificare pattern che precedono eventi maggiori. Non si può prevedere un terremoto (ancora), ma si può capire meglio dove e come lo stress si accumula.
Approfondisci
Interessato al monitoraggio sismico innovativo? Leggi anche come i cavi ottici sottomarini rilevano tsunami in tempo reale, rivoluzionando la prevenzione dei disastri marini.
A Humboldt County battono ancora col martello sulla strada, raccogliendo dati per capire quanto rumore urbano interferisce col segnale sismico. Cinque secondi tra un colpo e l’altro. Il cavo sotto l’asfalto ascolta, traduce vibrazioni in luce, luce in dati, dati in possibilità. Ogni vibrazione registrata è un mattone in più per costruire edifici che resistono meglio, allerte più precise, reazioni più veloci.
Internet non trasmette solo pacchetti di dati: da oggi trasmette anche i movimenti sotterranei del pianeta.
