Los receptores GPS (siglas del inglés Global Positioning System) son aparatos electrónicos que se conectan con varios satélites para determinar la posición de la antena del receptor GPS con un nivel de precisión de milímetros. Instalando las antenas GPS en el suelo, y tomando medidas continuas (cGPS) es posible detectar y quantificar el movimiento de las placas tectónicas, así como la deformación del suelo causada por la actividad volcánica o por movimiento de fallas activas. El Instituto Geofísico ha instalado y mantiene una red de receptores GPS/GNSS que permiten estudiar estos movimientos en el territorio ecuatoriano.

El Instituto Geofísico implementó esta red desde el año 2006, con estaciones instaladas en los volcanes mas activos del Ecuador. Posteriormente a finales del 2008 se comenzo a implementar la red regional (deformación tectónica) a lo largo de la costa Ecuatoriana dentro de un proyecto financiado por la Agencia Nacional de Investigación francesa (ANR), ejecutado en conjunto con el Instituto Francés para el Desarrollo (IRD).

Actualmente la RENGEO (Red Nacional de Geodésia) tiene 85 estaciones permanentes, de las cuales 30 están ubicadas en los volcanes potencialmente activos. Los estaciones geodésicas son equipos de doble frecuencia, modelos Trimble NetRS, NetR8 y NetR9, que toman medidas en intervalos de 15 y 1 segundos para los volcanes y 30, 1 y 0.2 segundos para las estructuras téctonicas.

Los datos llegan al centro de monitoreo, a través de diferentes medios de transmisión: enlaces de radio, internet, microonda y sistema satélital.

Los resultados del análisis y modelamiento de los datos de la RENGEO ha permitido estimar la velocidad relativa y la dirección de movimiento del Bloque Nor-Andino (North Andean Sliver), así como el campo de velocidade horizontal y el acoplamiento intersísimico (Nocquet et al., 2014, Chlieh et al., 2014, Noquet et al., 2017). Adicionalmente, tambien se han registrado numerosos eventos de deslizamiento lento (slow slip events) en la zona de subducción Ecuatoriana, siendo los más relevantes en los alrededores de la Isla de la Plata y Punta Galera.

Con la ocurrencia del sismo de Pedernales, y gracias a el monitoreo continuo de esta red, se pudo establecer los valores de desplazamiento co-sísmico (Nocquet et al, 2017; Mothes et al, 2018) y post sísmico, siendo una importante contribución en la comprensión del proceso de ruptura generado por este sismo.

En el 2015, las estaciones de la RENGEO detectaron el proceso de deformación superficial del volcán Cotopaxi antes de la erupción (Rivera et al., 2017) .

Desde el comienzo, esta red tuvo varias contribuciones, como el IRD (Instituto de Investigación para el desarrollo), la Universidad de Miami, UNAVCO, USGS (US Geological Survey), Secretaría de Ciencia y Tecnología SENESCYT, BID (Banco Interamericano de Desarrollo), Secretaría de Medio Ambiente y la Universidad de Pensilvania.

Adicionalmente los datos que genera esta red, son compartidos con varios institutos de investigación mediante convenios de cooperación, asi como el Instituto Geográfico Militar, UNAVCO, Servicio Geológico Colombiano, entre otros.

Después del terremoto de Pedernales del 2016, se vió la necesidad de mejorar nuestra capacidad de monitoreo y generación de información de advertencia temprana (early warning information), especialmente debido a amenazas de tsunami. Es por esta razón que se ha implementado una red geodésica de monitoreo continuo en tiempo real ubicada en la provincia de Esmeraldas. Los datos provenientes de esta red serán integrardos con los datos sísmicos para mejorar la determinación rápida de las magnitudes y caracterizar mejor la fuente de la ruptura.

En la tabla 1 se detallan los equipos de la RENGEO y en la figura 2 el mapa de distribución de los mismos.

Tabla 1. Estaciones GPS/GNSS, instaladas en el territorio Ecuatoriano.

Con la finalidad de tener todas las señales generadas en las estaciones de monitoreo sísmico y volcánico en tiempo real, el Instituto Geofísico tomó la decisión de diversificar los medios de transmisión de datos para garantizar confiabilidad y en casos de estaciones estratégicas, redundancia de información. Contamos con las siguientes redes:

Transmisión por Fibra Óptica

Gracias a la colaboración de CELEC-TRANSELECTRIC, el Instituto Geofísico cuenta con 20 nodos distribuidos en todo el país, para transmisión de datos por Fibra óptica, en cada nodo se cuenta con una capacidad de un E1. Además se tiene un enlace de fibra que comunica el IG con la matriz de  CELEC-TRANSELECTRIC con una capacidad de 1 STM1. Por medio de esta red se transmiten 48 estaciones de monitoreo.

Mapa de la red de Fibra Optica y los nodos que utiliza el IGEPN

Transmisión por la red central de Microondas

Desde el año 2011 el Instituto Geofísico cuenta con una red propia de transmisión por microondas que abarca la sierra central con 9 enlaces y con una ampliación hacia el  Oriente en el 2014 con 2 enlaces adicionales y para el 2015 se tendrán 10 enlaces adicionales hacia la costa. Por este medio actualmente se transmiten 47 estaciones de monitoreo y  próximamente se transmitirán 27 estaciones más.

Transmisión por la red Satelital

Desde el año 2013 se instalaron 15 estaciones en todo  el país con un nodo de transmisión principal y un nodo de respaldo. Esta red tiene como objetivo ser el respaldo en caso de catástrofes que impidan toda clase de comunicaciones, por lo que involucra las estaciones ubicadas en  borde del Ecuador. Por este medio se transmiten 25 estaciones de monitoreo.

Transmisión por tecnología Spread Spectrum

Esta forma de transmisión es utilizada como complemento para los enlaces de última milla hacia los nodos principales de las redes de fibra óptica, microondas y satelital, formado redes locales que incluyen estaciones, repetidoras y puntos de recepción. Para esto se utilizan radios Spread Spectrum en la banda no licenciada de 900 MHz, con un alcance de hasta 90 Km en línea de vista y una capacidad de 154 kbps.  Se tiene dos tipos de interfaces, Ethernet y RS-232. Las antenas para estas redes son diseñadas y construidas en el IGEPN. Se tienen implementadas 35 redes con esta tecnología.

Transmisión por Wi-Fi de largo alcance

Esta tipo de transmisión fue implementada para monitoreo exclusivo de estaciones del Tungurahua y Cotopaxi dentro de un proyecto de cooperación Japonesa. La red de transmisión está compuesta por 10 estaciones y 8 repetidoras, adicionalmente ayuda a la transmisión de 6 estaciones de monitoreo volcánico. Los radios operan en la banda no licenciada de 5.4 – 5.7 Ghz, con un alcance de hasta 48 Km y una capacidad de 108 Mbps.

Transmisión por Internet

Transmisión analógica en UHF

Este tipo de transmisión fue la primera implementada en el Instituto Geofísico y todavía funciona actualmente con radios en bandas licenciadas en UHF, con alcance de hasta 200 Km, y potencia de hasta 2 W, estos radios funcionan transmitiendo una portadora en las frecuencias de audio. Actualmente se transmiten 26 estaciones sísmicas.

Transmisión por Internet

Algunas estaciones en el país, se encuentran lejos de los nodos de transmisión con que cuenta el Instituto Geofísico, por lo que para obtener datos en tiempo real se ha recurrido al servicio de Internet de las distintas localidades donde se encuentran las estaciones y esto se logra por medio de IPs públicas. Las estaciones que utilizan este medio de transmisión son 16, casi todas de monitoreo geodésico.

Transmisión de voz

Esta red es de vital importancia para la comunicación verbal con el personal que trabaja fuera de las oficinas del Instituto Geofísico cuando realiza trabajos de campo y de mantenimiento de toda la instrumentación, por lo que cuenta con repetidoras de voz en puntos estratégicos para el acceso con radios portátiles y con enlaces entre estas repetidoras, para tener una comunicación total dentro del área de cobertura de la red. Se cuenta con 8 repetidoras en la banda de UHF, dos estaciones base y 12 enlaces en la frecuencia de 5.8 Ghz