Por que ocorrem cortes de cabos submarinos e como podemos reduzir o impacto?

No fim de semana passado, um cabo submarino no Mar Vermelho foi cortado, interrompendo o acesso à internet no Oriente Médio e na Ásia. Somente três dias após o corte foi relatado que provavelmente era resultado de transporte comercial.

Não foi a primeira vez que isso aconteceu. Quatro cabos do Mar Vermelho foram cortados em fevereiro do ano passado pela âncora do navio MV Rubymar afundado. A organização de monitoramento da internet NetBlocks afirmou que a interrupção resultou na degradação da conectividade, inclusive em países tão distantes quanto a Índia e o Paquistão.

Com grandes implantações de cabos no mundo todo, a necessidade de vigilância permanente está se tornando mais crítica. Além dos cabos de dados, os cabos de energia de parques eólicos off-shore, bem como tubulações de petróleo e gás também fazem parte da energia crítica localizada no fundo do mar, propensa a ataques, danos acidentais e degradação natural.

De acordo com o Comitê Internacional de Proteção de Cabos, há aproximadamente 1,7 milhão de quilômetros de cabos submarinos, e esses cabos passam por 150 a 200 incidentes por ano. Neste blog, vamos conferir quais técnicas de proteção física existem para proteger essa infraestrutura crítica, como os efeitos desses incidentes podem ser minimizados e como melhor atribuir a causa dos danos.

Proteção física

Os cabos submarinos podem atravessar oceanos, com a Meta planejando um cabo de mais de 40.000 km ao redor do mundo. Essa extensão dificulta a proteção dos cabos e a armadura e o enterramento são as principais técnicas de defesa.

No entanto, elas sempre são possíveis. Enterrar cabos com profundidade suficiente para proteger contra âncoras custa caro. Mesmo assim, os cabos continuam propensos a terremotos e eventos sísmicos semelhantes. Aumentar a blindagem do cabo também custa caro, não apenas em termos de cabo em si, mas também de sua implantação.

Só resta a opção de exercer uma patrulha ativa na superfície acima dos cabos. Isso é viável para cabos relativamente pequenos, como o trecho do Mar Báltico na Finlândia, mas seria inviável em grande escala.

Se não for possível proteger os cabos de forma econômica contra o corte, podemos reduzir os danos que ele causa?

Minimizar os efeitos de um corte

O corte de cabos é comum e caro, com aproximadamente três quartos dos pedidos de seguro relacionados a ativos offshore tendo origem em um corte de cabo. O tempo médio de inatividade é de 62 dias e o reparo médio custa £ 12,5 milhões. E esse valor não inclui o custo do tempo de inatividade para o operador e para todos aqueles que dependem dele.

Os reparos são frequentemente mais complicados pela dificuldade de identificar a localização exata. Por exemplo, quando um cabo que corre ao longo da costa da África Ocidental foi danificado, a precisão com que o porta-voz da Comissão de Comunicações da Nigéria conseguiu identificá-lo foi “em algum lugar na Costa do Marfim e no Senegal”.

Existem, no entanto, técnicas que podem localizar melhor o dano e antecipar alertas. É importante notar que as tecnologias de detecção de fibra óptica distribuída (DFOS) já estão sendo usadas para proteger tubulações e outras infraestruturas críticas em todo o mundo.

Três técnicas (Raman, Brillouin e Coherent Rayleigh) medem a forma como a luz se desloca ao longo de um cabo para quantificar as mudanças na tensão, temperatura e quaisquer vibrações às quais o cabo está sendo submetido (consulte aqui informações mais detalhadas). Essa implementação permite que a fibra em si seja usada como sensor, com pontos de detecção contínuos ao longo de seu comprimento.

Usar um sistema de monitoramento para realizar a análise de retroespalhamento Coherent Rayleigh, por exemplo, permite detecção acústica distribuída (DAS) e com ela a identificação e classificação de diversos fatores baseados em vibração, incluindo eventos sísmicos e o arrastamento de um cabo por uma âncora.

Embora essa abordagem possa não ser capaz de evitar um ato de sabotagem, as técnicas DFOS permitem que a localização de um corte seja precisamente identificada para acelerar os reparos. Também permite que o operador do cabo entenda o que causou o corte. Além disso, como uma âncora arrastando ao longo do fundo do mar (ou cavando) tem um padrão de áudio/vibração identificável, também pode alertar o operador antecipadamente. Como todos os navios são (em teoria) obrigados a operar um sinalizador de transmissão local, o operador pode identificar o navio prestes a causar danos e alertá-lo antes que o cabo seja cortado.

Prevenir falhas

Como esses cabos são essenciais para as operações de um país, a necessidade de identificar a causa é essencial.

Os cortes e as falhas não resultam apenas de eventos súbitos. A natureza de seu ambiente significa que falhas de cabos também podem ocorrer rotineiramente devido a causas naturais durante longos períodos de tempo.

Para detectar essas falhas, uma segunda técnica DFOS chamada detecção de temperatura e deformação distribuída (DTSS) pode ser usada para detectar defeitos de fabricação e deterioração/fadiga causados pelo deslocamento contínuo no fundo do mar por correntes e atritos contra rochas.

Essa implementação permite que o trabalho seja agendado de forma mais econômica e com o mínimo de interrupção antes que ocorra uma paralização.

Para cabos de energia vindos de parques eólicos offshore, há um risco adicional de falha por danos térmicos devido ao excesso de transmissão de energia, reduzindo a vida útil do cabo. Aqui, a técnica de dispersão Raman DFOS para detecção de temperatura distribuída (DTS) pode ser usada para monitorar e identificar continuamente quando a transmissão precisa ser reduzida.

Quando essas tecnologias estarão em operação?

Os sistemas DFOS, como o NITRO Fiber Sensing da VIAVI, já estão em uso para proteger diversas infraestruturas críticas, de tubulações a instalações militares, mas é bem menos comum em cabos submarinos.

Embora a necessidade de vigilância permanente esteja se tornando mais crítica, isso acontecerá à medida que novos cabos forem implantados.

No entanto, o número de novos cabos submarinos para telecomunicações e serviços públicos está aumentando rapidamente para atender às necessidades de interconectividade de data center (DCI), bem como para redes de comunicação e transmissão de energia. Embora não haja uma determinação legal de que os recursos de detecção sejam implementados, os proprietários de cabos e operadores de infraestrutura estão buscando cada vez mais integrar a tecnologia. A pressão para essa integração cresce à medida que esses cabos começam a ser listados como infraestrutura crítica nacional, especialmente quando implementados por meio de iniciativas apoiadas pelo governo.

Além disso, muitos cabos existentes estão chegando ao fim de sua vida operacional e precisarão ser substituídos ou atualizados.

Portanto, embora a tecnologia raramente seja usada para cabos submarinos, seu custo-benefício significa que isso mudará rapidamente. Esperamos que a próxima grande interrupção, juntamente com sua causa, será identificada com mais rapidez e precisão.