OPEN FIBER presenta MEGLIO: rete in fibra ottica per il monitoraggio dei terremoti in Italia

La rete in fibra ottica rappresenta ad oggi uno degli asset principali per il nostro paese, fondamentalmente perché consente lo scambio di informazioni, dati, immagini e video ad altissima velocità.

Nei mesi scorsi, però, si è conclusa una lunga sperimentazione relativa ad un suo utilizzo aggiuntivo, nello specifico per monitorare i terremoti.

Il Progetto MEGLIO

A fine ottobre Open Fiber ha presentato ufficialmente MEGLIO, progetto che sfrutta la rete in fibra ottica per il monitoraggio dei terremoti in Italia.

É la prima volta al mondo che la fibra ottica viene utilizzata per questo scopo in un contesto terrestre, ricco di rumore antropico, perché situata anche in ambiente urbano, e su di una rete commerciale che trasporta in simultanea i dati degli utenti.

Il Progetto MEGLIO (Measuring Earthquakes signals Gathered with Laser Interferometry on Optic Fibers) è stato implementato su alcune tratte di fibra ottica di Open Fiber e nasce come un programma scientifico italiano volto a realizzare un sistema innovativo di monitoraggio delle onde sismiche grazie ad una tecnologia denominata Fiber sensing, che consente misurazioni continue e in tempo reale su tutta la lunghezza di un cavo in fibra ottica.

Alla sperimentazione stanno partecipando Open Fiber, l’Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica (INRiM), l’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV), Bain & Company e Metallurgica Bresciana.

Sistema e Fasi

Il sistema realizzato, presenta caratteristiche di precisione, immediatezza e economicità.

Questo perché il “tessuto ricettivo” (la rete) è in grado di rilevare vibrazioni e suoni su tutta la lunghezza dei cavi che, come spiega Open Fiber, fungono da “microfoni virtuali”.

Poi avviene la trasformazione dei dati in onde sismiche da parte di un software basato sull’intelligenza artificiale, consentendo così di ottenere un vero e proprio sismogramma. Si ottiene così un sistema:

• preciso: rilevazione dei movimenti tellurici e della deformazione dei terreni anche di piccola entità; possibilità di localizzare gli epicentri in modo più accurato.
• immediato: i dati vengono trasmessi in tempo reale al centro di elaborazione grazie alla natura stessa della fibra ottica. Il sisma viene identificato immediatamente sulla base “del tempo di percorrenza degli impulsi luminosi lungo le singole fibre e all’incrocio dei dati ricevuti dalle diverse sezioni”.
• economico: il monitoraggio e la misurazione vengono affidati ad una struttura già esistente e posata originariamente per altri scopi (la connessione del Paese).

L’INGV ha dichiarato che

“il suo ruolo principale nel Progetto MEGLIO è la validazione delle osservazioni realizzate sulla fibra ottica; L’INGV condivide le registrazioni delle stazioni sismiche vicine e le confronta con le rilevazioni fatte tramite la fibra ottica. Una stazione sismica supplementare è stata installata vicino alla strumentazione MEGLIO ad Ascoli Piceno proprio per paragonare i dati rilevati. Inoltre, i ricercatori dell’INGV hanno offerto consulenze in materia di terremoti, propagazione delle onde e interpretazioni delle osservazioni a supporto del progetto MEGLIO”.

Open Fiber ha sottolineato come

“questa applicazione della fibra ottica sia un’altra esternalità positiva della rete Open Fiber, che potrebbe trovare numerose altre applicazioni che vanno oltre il monitoraggio dei terremoti. Il Fiber sensing trasforma un comune cavo in fibra ottica in una serie continua di migliaia di ‘microfoni’ virtuali che ascoltano in tempo reale le vibrazioni e i suoni prodotti nell’ambiente in cui si trova il collegamento in fibra. Attraverso l’uso di avanzati algoritmi software è possibile ascoltare, monitorare e rilevare diverse attività ed eventi che accadono nell’ambiente, non solo sismi ma anche il traffico di veicoli e persone, scavi, perdite nelle condotte energetiche, difetti sulle linee di trasporto ferroviarie, e così via”.

“INRiM ha progettato, realizzato e installato il sensore, portando il contenuto di innovazione e di trasferimento tecnologico della scienza delle misure e della metrologia. Insieme ad Open Fiber ha curato la piena compatibilità con la rete dati esistente, con INGV ha sviluppato il confronto dei dati misurati rispetto a sismografi convenzionali e con BAIN si è occupata dei modelli più avanzati di analisi del dato”.

“Bain & Company, infine, attraverso il suo team AAG dedicato agli Advanced Analytics, immagazzina, processa ed analizza i dati ricevuti da INRIM. Bain si occupa inoltre della creazione e installazione di un’applicazione che permette di estrarre e monitorare dati storici e in real time con l’obiettivo di sviluppare nel lungo periodo un algoritmo in grado di rilevare i terremoti sfruttando le fibre ottiche già installate sul territorio nazionale”.

I dati

L’intera sperimentazione, della durata di due anni, nella sua fase iniziale ha visto la realizzazione di sensori laser interferometrici (cioè che rilevano le interferenze fra più onde coerenti fra loro) che a giugno 2021 sono stati installati a ridosso della rete in fibra ottica che collega Teramo e Ascoli Piceno, due località considerate da INGV a maggior interesse scientifico.

Entrambi i sensori hanno già prodotto grandi quantità di dati che sono disponibili sui server messi a disposizione da Open Fiber e analizzati da Bain&Company, la quale inoltre, si occupa di ripulire dal rumore gli impulsi utili, in modo da renderli fruibili ad INGV per caratterizzare la presenza di fenomeni sismici.

Le opportunità

La sperimentazione si concluderà quest’anno quando tutto il post processing sarà completato.

Se i test daranno buon esito, e quindi i sensori venissero poi applicati sull’intera rete Open Fiber, il Paese potrebbe essere così dotato di un sistema di monitoraggio in grado di rilevare movimenti sismici lungo tutta l’infrastruttura primaria in f.o..

Tale tecnologia potrebbe anche rappresentare un sistema di allerta precoce dei terremoti (Earthquake Early Warning, EEW), cioè potrebbe essere in grado di segnalare le scosse di terremoto imminenti prima dell’arrivo delle onde sismiche stesse.