De los terremotos a los huracanes: así funcionan los sensores que revolucionan la predicción de tormentas

Investigadores de seguimiento interno de huracanes en la Universidad de Stanford demostraron que instrumentos usados para estudiar el movimiento de la Tierra también pueden revelar cómo funciona un huracán por dentro. El estudio, publicado en Science, apunta a una vía para mejorar la previsión de cómo evolucionan y se intensifican estas tormentas.

Los sismómetros y los micrófonos de infrasonido pueden ayudar a entender y prever mejor los huracanes porque registran dos señales clave cerca de la superficie: la turbulencia de la capa límite y las fluctuaciones de presión atmosférica. Al comparar esos datos con mediciones convencionales, los investigadores comprobaron que ambos sensores permiten seguir rasgos internos de la tormenta, incluido el paso del ojo y de la pared del ojo.

La investigación se apoyó en el paso del huracán Isaac por la costa de Luisiana en 2012, cuando la tormenta atravesó estaciones que ya estaban instaladas para cartografiar el interior de la Tierra. Qing Ji, autora principal del estudio, afirmó que hallaron “una forma nueva y eficaz de recopilar información valiosa sobre huracanes a partir de sensores sísmicos y acústicos”.

El experto realizó la investigación como estudiante de doctorado en el laboratorio de Eric Dunham, profesor de geofísica en la Escuela de Sostenibilidad Doerr de Stanford y autor principal, quien sostuvo que el estudio mostró que la geofísica y la ciencia atmosférica pueden aportar información mutua.

Cómo los sensores revelan la estructura del huracán

En este caso, los sismómetros detectan los movimientos del suelo y permiten precisar cuándo un huracán toca tierra. Los micrófonos de infrasonido, por su parte, registran ondas sonoras de baja frecuencia inaudibles para el oído humano y siguen los cambios de presión atmosférica a lo largo del tiempo.

Ese doble registro resulta útil en la capa límite, la zona más próxima al suelo donde se mezclan viento, calor y humedad. Medir la turbulencia en esa franja es clave para prever si una tormenta se fortalece o se debilita.

Los investigadores añadieron a los datos sísmicos los registros de infrasonido y obtuvieron una medición continua de las fluctuaciones de presión turbulentas. El conjunto combinado identificó con claridad el ojo tranquilo del huracán Isaac al pasar sobre ciertas estaciones, antes y después de la pared del ojo.

Después compararon ese material con datos convencionales de la capa límite y encontraron una gran concordancia. Ji dijo que el trabajo demuestra “la validez de este enfoque y la oportunidad que ofrece para utilizar este tipo de datos de una manera diferente”.

Del hallazgo fortuito a nuevas aplicaciones

El origen del hallazgo fue accidental, porque Isaac pasó cerca de estaciones instaladas para otro proyecto geofísico en una región con pocos sensores sísmicos. Ji reconoció que tuvieron “algo de suerte” por la cercanía de los equipos a la trayectoria del huracán.

En un estudio previo sobre esas estaciones, Ji y Dunham descartaron la idea de que la instrumentación quedara saturada por ondas sísmicas superpuestas de toda la tormenta. Dunham explicó que observaron que la señal del sismómetro estaba dominada por la turbulencia local a una escala de pocos kilómetros.

La colaboración se amplió con Ipshita Dey, doctorada en Ciencias del Sistema Terrestre en 2024, que estudiaba la capa límite en el laboratorio de Morgan O’Neill. Dey señaló que esa cooperación permitió comprobar si las señales sísmicas procedían de rasgos de pequeña escala dentro del huracán y que ese trabajo conjunto llevó el estudio “al siguiente nivel”.

Los métodos habituales para obtener datos de la capa límite incluyen aeronaves que lanzan sensores en paracaídas, además de boyas, torres de medición de viento y radares. Las boyas y las torres solo ofrecen lecturas cercanas a la superficie, el radar aporta instantáneas y los vuelos pueden poner en peligro a los pilotos.

Isaac tocó tierra como tormenta de categoría 1 y en unos 100 segundos movió el suelo una fracción de milímetro, en una señal comparable a la de un pequeño terremoto imperceptible. El equipo prevé ampliar el análisis a otros huracanes y plantea añadir sensores para crear estaciones multifuncionales con utilidad sísmica y atmosférica.

Si ese enfoque se consolida, podría ampliar la base de datos para estudiar huracanes y otras tormentas intensas. Esa información también podría influir en decisiones sobre infraestructuras, evacuaciones, mensajes públicos y preparación ante tormentas para proteger a las comunidades.