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.

La REPET, como se llama a la red de repetidoras del Instituto Geofísico, es el eje fundamental de la transmisión de datos desde los diversos puntos del territorio nacional hacia el centro de interpretación de datos. La red conecta las estaciones remotas con el centro de datos utilizando diferente tipo de tecnología que depende, principalmente, de la ubicación de los instrumentos y del tipo de estaciones que se van a conectar. La REPET incluye comunicación satelital, enlaces de microondas, fibra óptica, enlaces de radio digitales, enlaces de radio analógicos y comunicación GSM.

La REPET es la base de sustentación del tiempo real para la vigilancia con las diferentes redes de monitoreo ya que permite disponer de la información recogida en las diferentes estaciones al instante en el Centro de Procesamiento Información y Alertamiento Sísmico y Volcánico. Esta red está conformada por subredes de acuerdo a la tecnología utilizada para la transmisión de la siguiente manera:

• Transmisión analógica para estaciones sísmicas de periodo corto, laháricas e inclinométricas con 48 enlaces y 47 puntos de repetición en todo el país.

• Transmisión digital para envío de la información de las estaciones sísmicas de banda ancha, estaciones geodésicas, estaciones de monitoreo de gases, estaciones de visualización hacia el Centro de Datos con 26 enlaces y 9 puntos de repetición.

• Transmisión satelital, que minimiza los efectos provocados por las condiciones climáticas, la topografía y el uso de repetidoras. Se pueden transportar datos provenientes de estaciones sísmicas de banda ancha, infrasonido y deformación. Actualmente el Instituto Geofísico cuenta con cuatro estaciones con comunicación a través de satélites, dos de ellas corresponden a información de infrasonido, una estación recoge información sísmica de banda ancha, y la estación base recupera la información en el Centro de Procesamiento. Al final del 2012 se completará la red satelital con 17 nodos y dos puntos de recepción.

• Transmisión por micro-ondas. Se tiene una red troncal de transmisión de datos en la Sierra Central que agrupa las señales provenientes de los distintos puntos. Esta red tiene capacidad de envío de datos con 9 nodos y 7 enlaces.

• Red de Comunicaciones (voz), se cuenta con una red digital de cobertura de voz con tres estaciones repetidoras en la Sierra Centro-Norte y que a finales del 2012 cubrirá las provincias de Pichincha, Imbabura, Esmeraldas, Manabí y Tungurahua. Se tendrán dos estaciones bases y 12 radios portátiles.

Esta área es la encargada de la instalación, operación y mantenimiento de las distintas estaciones de monitoreo, además realiza el diseño, la implementación, el mantenimiento y la administración de las distintas redes de transmisión, con el objeto que los datos lleguen al Centro de procesamiento del Instituto Geofísico en tiempo real.

La instalación de nueva instrumentación demanda de un gran trabajo previo en laboratorio y en campo, ya todos los equipos deben pasar controles de calidad para garantizar una operación óptima a largo plazo, ya que las estaciones de monitoreo se encuentran en sitios remotos, de difícil acceso y bajo condiciones climáticas extremas.

El mantenimiento y la operación de una red que ha crecido en los últimos 5 años muy aceleradamente demanda de un trabajo en equipo muy organizado y comprometido con la misión principal del Instituto Geofísico de emitir información sobre eventos sísmicos y volcánicos a la población en zonas de riesgo, por lo que ésta área es el eje medular para que la información llegue en tiempo real al Centro de datos y poder emitir alertas tempranas a las autoridades competentes y a la población en general.

Una de las principales fortalezas de esta área es el personal técnico calificado que constantemente está realizando innovaciones de tecnología y nuevos desarrollos para el monitoreo sísmico y volcánico, lo cual ha aportado positivamente para optimizar recursos y mantener en operación constante la instrumentación instalada.