Inicio Alertas Tempranas ¿Cómo advertimos los riesgos de un volcán?

¿Cómo advertimos los riesgos de un volcán?

EL RIESGO EN LA VULCANOLOGÍA:

La naturaleza volcánica no es un vector en el cual podamos identificar rumbo, dirección y movimiento. No tiene una métrica y tampoco una constante para advertir una actividad volcánica. Cada volcán es único y tiene su propia dinámica. Los vulcanólogos han desarrollado, basados en antecedentes individuales, indicadores por cada una de las características que hasta ahora anteceden una actividad volcánica significativa. Cada tipo de volcán emite una señal diferente, es por esto que los científicos utilizan varias métricas en paralelo con la finalidad de lograr identificar potenciales actividades eruptivas.

Vulcanólogos, geólogos, investigadores en tecnología y muchos otros expertos, trabajan, recopilando evidencias y patrones conductuales que adviertan a sistemas de monitoreo y alerta temprana, con la finalidad de generar la evacuación de potenciales víctimas de zonas de riesgo.

La meta del ser humano será la construcción a futuro de dispositivos o (Nódulos lectores de flujo magmático).

DINÁMICA DE UNA ERUPCIÓN VOLCÁNICA:

El incremento de presión y flujo magmático (lava) anteceden a una erupción volcánica; la actividad se registra en la parte más profunda del volcán conocida como la cámara magmática, esta se localiza a pocos kilómetros de la superficie terrestre de la base volcánica, el magma pasa por un proceso conocido como diferenciación y cristalización generando una mezcla liquida de minerales cristalizados y gases disueltos en atmósferas de presión y alta temperatura. Este fenómeno eleva la presión dentro de la cámara magmática, una vez la presión magmática se incrementa, desplaza la corteza terrestre generando presión interna en la cámara dando paso a: Cambios en la planimetría del terreno o deformación del terreno, modificación de la estructura volcánica, inclinación del terreno, diámetro del cráter, formación de nuevos cráteres, terremotos, vibraciones o microsismos y gasificación o emanación de gases.

Simulación 24 de agosto, año 79 antes de Cristo, Pompeya, Monte Vesuvio. 

FLOTAMOS SOBRE UN MAR CANDENTE:

Nuestros continentes reposan sobre grandes océanos magmáticos; esta interacción desarrolla la dinámica de la tectónica de placas, en donde la energía que producen estos flujos dan origen a terremotos y actividades volcánicas. Pero ¿en que se basan expertos de algunos países como Italia, México, USA, Chile, Japón, Indonesia, Rusia e Islandia para saber cuándo iniciara una erupción o la actividad en una caldera magmática o el descenso de lahares?  

Actualmente y dependiendo del compromiso de los gobiernos, en la gestión de la política de prevención de riesgos, asignan presupuestos para dar seguimiento a 9 procesos de investigación constante en volcanes y calderas volcánicas considerando el riesgo para los habitantes de cada país. 

Vídeo que narra el origen del flujo magmático:

 

1). ANÁLISIS EN CAMBIOS DE LA TOPOGRAFÍA DEL TERRENO VOLCÁNICO: (Planimetría del Terreno)

Cuando los flujos magmáticos se incrementan inicia una presión en la caldera volcánica, la cual genera movimientos del terreno, los vulcanólogos, instalan estaciones georreferénciales GPS inteligentes, para medir los desplazamientos del terreno. Estos movimientos de terreno son reportados en tiempo real por estas estaciones autónomas que se conocen en topografía e ingeniería civil, como Estaciones Totales. Una pionera en estos instrumentos de campo, es la Doctora Sigrún Hreinsdóttir, de la Universidad de Islandia, quién trabaja en la instalación de estaciones totales en volcanes activos de su región, gracias a ellos ha logrado evidenciar el momento exacto en que estos equipos tienden a distanciarse, advirtiendo que esta por iniciar un proceso eruptivo, generando con ello sistemas de alerta temprana.

Video ejemplo de Equipos de Monitoreo Leica:

Sistemas de Monitoreo Autónomo Leica:

2). ANÁLISIS DE SISMOS VOLCÁNICOS: (Sismología)

Cuando el magma inicia su ascenso a la superficie forma un canal, el cual fractura las rocas a su paso, este evento genera una serie de vibraciones o microsismos (Enjambres Sísmicos), los cuales se registran previo a una erupción significativa. Los sismógrafos tridimensionales georreferénciales inteligentes permiten evidenciar la magnitud de las ondas sísmicas que son transmitidas en tiempo real a centros de análisis de información, aquí equipos científicos pueden generar imágenes tridimensionales según se observen los incrementos significativos de la actividad sísmica gracias a una red de sismógrafos instalados al rededor de las zonas volcánicas, para considerar si se encuentra en proceso una actividad volcánica con anticipación.

Vídeo USGS  Sismicidad volcánica en Centroamérica:

Ejemplo de Telemetría Sísmica.

Ejemplo de fabricantes de sismógrafos.

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Seismology

3). ANÁLISIS DE LA GARGANTA VOLCÁNICA: Muones o lectores de rayos cósmicos o radiación natural. (Partícula Elemental).

A partir del 2017, existe una nueva tecnología conocida como IMAGENOLGIA BASADA EN MUONES, que tiene su origen en actividades estelares conocidas como explosiones de estrellas o supernovas, esta radiación natural de rayos cósmicos, son residuos de las explosiones de las estrellas, esta materia se constituye en núcleos de hidrogeno, los caules viajan por el universo ingresando a nuestro sistema solar, llegando a la superficie de la tierra con mucha energía capaces de atravesar grandes estructuras. Estas partículas conocidas como Muones tienen la capacidad de llegar a una profundidad estimada de hasta 10 kilómetros en la corteza terrestre. En 1997 el Doctor Hiroyuki K.M. Tanaka, Universidad de Tokio, Japón, desarrollo la imagenología basada en partículas de muones, con la cual hoy en día se realizan imágenes cuya similitud puede compararse con los rayos X, esta tecnología permite evidenciar la estructura interior de un cono volcánico conocida como garganta volcánica, en donde se puede evidenciar la acumulación de flujos magmáticos dentro de un volcán activo.

Japón es pionero en este tipo de tecnología, utilizándola ya en varios volcanes activos de Europa. México a partir del 2017, realiza estudios del volcán Popocatépetl con esta tecnología. El Doctor Arturo Menchaca Rocha, Miembro del Comité de Ciencias Físicas, Químicas y Matemáticas UNAM, egresado de la universidad de UNAM, México, Doctorado en las universidades de Oxford y Berkeley, Inglaterra es un pionero latinoamericano en este tipo de imagenología.

Artículo del Centro de Investigación de la Universidad de Tokyo, Japón, para NEC

https://www.nec.com/en/press/201705/global_20170519_02.html

Conferencia de Seigo Miyamoto, Universidad Tokyo, Japón. 

Conferencia del Dr. Doctor Arturo Menchaca

4). ANÁLISIS DE BRADESEISMO EN CALDERAS COLAPSADAS: (BRADISEISMO).

Bradiseísmo: Evidencia ciclos de elevación y hundimiento de porciones de tierra vinculados al flujo magmático producto de la presión de calderas volcánicas. En algunos casos como Campi Flegrei, las ciudades que se encontraban sumergidas en el mar, emergen producto de la presión magmática. Muchas veces estos eventos pueden ser confundidos con variantes en la marea o incremento y descenso de flujo hídrico. 

Se recomienda considerar en las calderas volcánicas una vez identificadas variantes en niveles hídricos, la instalación de estaciones totales, a fin de evidenciar si la variante en niveles corresponde a un bradiseísmo en el terreno, generado por presión en la cámara magnética o efectivamente por un invierno copioso.

5). ANÁLISIS DE GASES EN VOLCANES ACTIVOS:

Dentro del manto de la estructura terrestre, el magma y gases se encuentran a presión; las altas temperaturas funden la roca, cuando una actividad volcánica esta por registrarse, el magma asciende a la superficie a través de la garganta del volcán, iniciando la liberación de gases dado a que la presión en su ascensión es menor. En este proceso de descompresión se liberan gases como el dióxido de carbono o (Co2) y dióxido de sulfuro (So2). Actualmente se ha evidenciado en varios volcanes que el Co2 o dióxido de carbono se incrementa en el cráter del volcán, las concentraciones de Co2 pueden anunciar un proceso eruptivo importante. Como nuestra atmósfera en forma natural tiene Co2, los gases se miden por medio de 2 instrumentos. El primer dispositivo lector de Co2 son cámaras de espectro ultravioleta que identifica la presencia de dióxido de azufre (So2), con capacidad de transmisión inalámbrica. El segundo dispositivo son sensores de dióxido de carbono (Co2), los sensores de Co2 se instalan en zonas seguras y próximas al cráter volcánico, una vez los valores se incrementan es un momento crucial para cerrar las visitas a los volcanes y activar las alarmas de evacuación masiva de habitantes.

En un futuro no muy lejano, los drones serán los responsables de realizar la medición de gases en el cráter volcánico, ya que por ahora se realiza en forma personal y por algunos lectores remotos.

Estándar Técnicas de Medición Atmosférica.

https://www.atmos-meas-tech.net/10/1/2017/

6). ANALISIS DE FORMACION DE LAHARES:

Un Lahar es una avalancha o flujos de sedimentos combinados, constituido por barro, rocas y agua. Tienen su origen en laderas de volcanes activos, se registran regularmente en la temporada de invierno. A su descenso registran daños a cultivos, infraestructura, vida humana y son responsables de desbordamiento de ríos y modificaciones en los causes de la red hídrica.

Actualmente se realiza el monitoreo de lahares por medio de varios dispositivos:

  1. Cámaras de vídeo en tiempo real los cuales se instalan junto a fotoceldas de movimiento de flujos y acción de alarmas.
  2. Cables de acción a flujos y activación de alarmas.
  3. Monitores de Flujo Acústico.

7). MONITOR PERMANENTE DE VÍDEO REMOTO:

Transmisión en vivo y basada en sistema de datos abiertos a instituciones de emergencia y ciudadanos de la actividad volcánica en tiempo real.

El mejor ejemplo lo tiene México, en el cual sus ciudadanos pueden observar 24 horas la actividad volcánica del Popocatépetl.

8). OBSERVACIÓN CON DRONES:

Por ahora se dan los primeros pasos con la observación de la estructura volcánica y determinados eventos  asociados utilizando drones, en corto plazo estos equipos serán equipados con instrumentos de medición que no solo permitirán el sobrevuelo y documentación fílmica de cráter, en su momento tendrán la capacidad de documentar los niveles de gases volcánicos, llevar registros de temperatura y la toma de muestras en flujos magmáticos.

9). MONITOREO SATELITAL:

Actualmente existen varias herramientas para poder realizar observaciones satelitales de los volcanes, lamentablemente la condición climática y las características habilitadas por el satélite no permiten realizar estudios más profundos que los visuales en climas despejados.

Ejemplo acceso de NASA a Volcán de Pacaya:

https://worldview.earthdata.nasa.gov/?v=-103.26236294733746,7.046928514494972,-80.76236294733746,21.671928514494972&as=2019-10-31-T00%3A00%3A00Z&ab=on

Manolo Brol
Administrador de Emergencias y Desastres. Consultor Independiente e Implementador de Programas de Seguridad Industrial. Ex Consultor del Banco Mundial. Catedrático Universitario. Colaborador e Integrante Honorario de Cuerpos de Emergencia Guatemala

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