En este proyecto se plantea el diseño de un prototipo de sistema de alerta temprana SAT (EWS), basado en técnicas y métodos seismogeodésicos, GPS y acelerómetros MEMS, específico para afrontar el desarrollo del elemento Monitoreo y Alerta en tiempo real de la actividad sísmica de carácter tectónico que ocurre en el Golfo de Cádiz. En esta región existe un peligro de ocurrencia de tsunamis asociados a terremotos de magnitud media-alta y alta que como consecuencia de la interacción de las placas euroasiática y africana ocurren en la zona del cabo San Vicente. El riesgo que conlleva esta situación hace necesario establecer un sistema SAT que permita efectuar la vigilancia de la actividad tectónica en tiempo real. Las redes de sismógrafos y acelerómetros proporcionan la localización rápida del hipocentro y la magnitud del terremoto a partir del cálculo de los desplazamientos producidos mediante integración de la velocidad en el caso de los sismógrafos de banda ancha y doble integración de la aceleración registrada. Sin embargo, en presencia de terremotos de elevada magnitud se produce una saturación de la señal sísmica que hace que momentáneamente sea imposible utilizar esta información. Esta carencia de las redes sísmicas, se está paliando por la utilización de observaciones CGPS entre 1Hz y 10Hz; que además de no estar afectadas de esta saturación proporcionan directamente el valor del desplazamiento. Las posiciones GPS obtenidas para cada época presentan un alto nivel de ruido que se reducirá utilizando simultáneamente medidas de la aceleración registradas a muy altas frecuencias de muestreo (100Hz). Ante terremotos de magnitud media-baja o baja, los sistemas seismogeodésicos, complementan la información proporcionada por las redes sísmicas, pues pueden medir desplazamientos coseísmicos, postseísmicos o transitorios incluso en ausencia de movimientos sísmicos, o la ubicación y la extensión del plano de ruptura.
El prototipo seismogeodésico estará configurado por acelerómetros MEMS debido al bajo coste y a la posibilidad de instalarse exactamente en la misma ubicación que la estación GPS. Se considerarán estaciones CGPS de la red SPINA-W, homogeneamente distribuidas, con frecuencia de muestreo 1Hz/10Hz y disponibilidad de internet. Se efectuará un análisis comparativo del posicionamiento cinemático GPS según las técnicas de posicionamiento (PPP, relativo y RTK); según el software
utilizado (Bernesev5.2, GIPSY o RTKLIB) y según sistemas GNSS utilizados. Para la disminución del ruido existente en las series topocéntricas GPS se aplicarán distintos métodos de filtrado y suavizado, que además puedan considerar el desplazamiento obtenido de los acelerómetros; p.e., filtros adaptativos, filtros multifrecuencias Kalman. Se propondrán nuevos algoritmos para detección, cálculo de magnitud e hipocéntro y evolución del proceso basados en análisis multirresolución (wavelets), en técnicas FFM y en análisis de datos funcionales (FDA) para evaluar y analizar la influencia diferencial en las estaciones que integran el sistema SAT. El desarrollo de este prototipo se efectuará en la Estación Biológica de Doñana, concretamente en la zona del recinto vallado sito junto al Palacio. Constará esencialmente de: estación de seguimiento de satélites GNSS, Acelerómetro tipo MEMS, y sismógrafo de 3 componentes.