Comunidad
Monitoreo de fuentes termales en el volcán Cotopaxi
Como parte de la vigilancia volcánica que el Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional (IG-EPN) lleva a cabo en los principales volcanes del Ecuador, un grupo de técnicos del IG-EPN realizó una campaña de medición y muestreo en fuentes termales y vertientes asociadas al sistema hidrotermal del volcán Cotopaxi.
Los técnicos midieron los parámetros físico-químicos del agua y recolectaron muestras que serán analizadas en el Centro de Investigación y Control Ambiental (CICAM) de la Escuela Politécnica Nacional (EPN), para la determinación de los elementos mayoritarios. Este tipo de muestreos se realiza de manera periódica en los principales centros volcánicos del país.
Desde mediados de octubre de 2022 el volcán Cotopaxi ha iniciado un nuevo proceso eruptivo provocando principalmente emisiones de gases y ceniza, las más grandes de las cuales afectaron la capital el 26 de noviembre y 20 de diciembre.
El volcán Cotopaxi es el más vigilado del país y uno de los más vigilados del mundo. Tiene una red de más de 60 estaciones incluyendo GPS, sismómetros, detectores de lahares y medidores de gases. Las campañas de este tipo complementan al monitoreo instrumental y permiten detectar anomalías que puedan utilizarse en la evaluación y pronóstico de la actividad volcánica.
Al momento de la emisión de este reporte la actividad del Cotopaxi es Superficial Moderada con tendencia Ascendente e Interna Moderada con tendencia Ascendente.
Lo más importante es permanecer informados. Conoce el mapa de potenciales amenazas frente en caso de una erupción grande del Volcán Cotopaxi. ¿Dónde queda tu casa? ¿Tu lugar de
trabajo? ¿la escuela de tus niños? Explora el mapa interactivo: https://www.igepn.edu.ec/mapas/amenaza-volcanica/mapa-volcan-cotopaxi.html.
Encuentra información importante sobre qué hacer frente a una erupción: https://alertasecuador.gob.ec/.
D. Sierra, M. Almeida, S. Hidalgo
Corrector de Estilo: G. Pino
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional
Publicación de simulaciones diarias de dispersión y caída de ceniza para el volcán Cotopaxi
El Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional (IG-EPN) informa que la publicación de simulaciones diarias de dispersión y caída de ceniza para el volcán Cotopaxi se inicia hoy lunes 16 de enero de 2023. El IG-EPN ya publica en su página web simulaciones diarias para los volcanes Reventador (https://bit.ly/ElReventadorSimulacionCeniza) y Sangay (https://bit.ly/SangaySimulacionCeniza) y las distribuye por correo electrónico a diversas autoridades, entre ellas la Secretaría de Gestión de Riesgos y la Dirección General de Aviación Civil.
¿Cómo se generan las simulaciones diarias?
El IG-EPN utiliza el programa Ash3D desarrollado por el Servicio Geológico de los Estados Unidos (USGS por sus siglas en inglés) para producir simulaciones diarias de dispersión y caída de ceniza. Este programa utiliza los pronósticos de viento (GFS) de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica de los Estados Unidos (NOAA por sus siglas en inglés) y los parámetros eruptivos de fuente (fecha-hora, duración, altura de la columna eruptiva, volumen de material emitido) definidos por el IG-EPN en función de la actividad volcánica.
¿Qué productos se publican?
El programa Ash3D produce diferentes resultados analizados y editados por el personal del IG-EPN. En la página web se publican dos productos: 1) un mapa de caída de ceniza; 2) una animación de la dispersión de la ceniza en la atmósfera. El mapa de caída de ceniza muestra, con píxeles de colores, la cantidad de ceniza (espesor en milímetros) esperada en las zonas potencialmente afectadas. Es importante notar que las caídas leves de ceniza (<0.1 mm) producen muy pocos impactos, mientras que las moderadas (0.1-1 mm) o más fuertes (>1 mm) pueden causar pérdidas de cosechas, afectar al ganado y a las infraestructuras (suministro eléctrico, agua potable, viabilidad, telecomunicación). La animación muestra la posible trayectoria de la ceniza en la atmósfera durante un periodo de 12 horas.
¿Cuáles son las limitaciones de las simulaciones diarias?
Hay varias fuentes de limitaciones para las simulaciones diarias. En primer lugar, se utiliza un pronóstico meteorológico global que tiene una gran incertidumbre, especialmente en Ecuador que tiene muchas montañas. Otras limitaciones son los parámetros eruptivos de fuente, los cuales son definidos en base a la actividad reciente del volcán, pero que no corresponden necesariamente a lo que ocurrirá en las próximas horas. Por lo tanto, cuando se produce un pulso eruptivo más fuerte, el personal del IG-EPN crea una nueva simulación utilizando datos en tiempo real para ajustarse al proceso eruptivo. Por último, el programa Ash3D tiene limitaciones en cuanto a los parámetros eruptivos de fuente, en particular no permite simular una emisión de ceniza con una altura inferior a 1,4 km sobre el nivel del cráter o un volumen de ceniza inferior a 100 000 m3 de material denso. Es importante señalar que, hasta la publicación de esta noticia, las emisiones de ceniza del Cotopaxi han sido de menor tamaño, sobre todo en cuanto al volumen emitido.
¿Cuál es el propósito de las simulaciones diarias?
Dada las limitaciones de las simulaciones diarias, no pueden considerarse como pronósticos fiables al 100%. El principal objetivo de las simulaciones diarias es servir de guía para que las autoridades y el público sepan cada día hacia dónde se dirige la ceniza y qué comunidades pueden verse más afectadas. De este modo, todo el mundo puede tomar medidas de protección para limitar el impacto de las caídas de ceniza alrededor del volcán. Recuerde que se pueden tomar medidas sencillas en el momento de una caída de ceniza, como usar mascarilla y gafas, vestirse adecuadamente (gorra, poncho de lluvia y botas de caucho), sellar puertas y ventanas, cubrir tanques de agua y autos, y proteger al ganado, entre otras. Así se evitará que la ceniza afecte a nuestra salud y a nuestros medios de vida.
El mapa y la animación están disponible en https://bit.ly/CotopaxiSimulacionCeniza
B. Bernard, A. Vásconez, J. Yerovi
Corrector de Estilo: G. Pino
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional
EL IG-EPN participó en la Segunda Reunión de Trabajo de la Comisión Técnica Ambiental referente al actual proceso eruptivo del volcán Cotopaxi
Técnicos del Instituto Geofísico de la EPN participaron de la Segunda Reunión de Trabajo de la Comisión Técnica Ambiental Convocada por el Gobernador de Cotopaxi, Msc. Oswaldo Coronel Paéz. Durante la reunión se trataron temas asociados al actual proceso eruptivo del Volcán Cotopaxi.
La reunión se llevó a cabo en Mulaló, provincia de Cotopaxi, el día viernes 6 de enero de 2022 y contó con la presencia del el Msc. Cristian Torres, Director General del Servicio Nacional de Gestión de Riesgos y Emergencias, el Ministro de Agricultura, Ing. Bernardo Manzano y las autoridades locales de la Provincia de Cotopaxi.
Durante la reunión los técnicos del IG-EPN pudieron explicar a los asistentes cómo se realiza el monitoreo del volcán Cotopaxi, cual es el estado actual del proceso eruptivo y las perspectivas a mediano y corto plazo (Figura 1). Las autoridades son conscientes de que el proceso eruptivo actualmente es de baja magnitud, pero pudiera fácilmente escalar a un escenario similar al del 2015, en el cual las actividades agrícolas, ganaderas y turísticas de la Provincia de Cotopaxi se vieron muy afectadas. Durante la reunión las autoridades planearon las estrategias adecuadas para poder asistir a los sectores productivos durante éste proceso eruptivo ¿Cómo evitar la pérdida de las cosechas?, ¿cómo salvaguardar al ganado?, fueron algunos de los temas puestos a discusión durante esta reunión.
Nos preparamos para el peor escenario
Por ahora el proceso eruptivo 2022-2023 es de baja magnitud y una erupción grande es poco probable, pero nos preparamos para el peor escenario. La erupción de 1877 ha sido usada como “modelo” para realizar los mapas de amenaza vigentes. Esta erupción constituye un máximo probable. Es decir el peor escenario que se estima que pueda ocurrir.
Los técnicos mostraron el mapa de peligros a las autoridades y explicaron brevemente como leerlo, interpretarlo y las potenciales amenazas que han sido representadas en el mismo (Figura 2). Este mapa es la herramienta primordial, para la realización de planes de emergencia y evacuación.
El IG-EPN continúa vigilando la actividad del volcán Cotopaxi con el fin de entender su comportamiento y la evolución de su erupción.
Al momento de la emisión de este reporte la actividad del Cotopaxi es Superficial Moderada con tendencia Ascendente e Interna Moderada con Tendencia Ascendente.
Lo más importante es permanecer informados. Conoce el mapa de potenciales amenazas frente en caso de una erupción grande del Volcán Cotopaxi. ¿Dónde queda tu casa? ¿Tu lugar de trabajo? ¿la escuela de tus niños? Explora el mapa interactivo: https://www.igepn.edu.ec/mapas/amenaza-volcanica/mapa-volcan-cotopaxi.html
Encuentra información importante sobre qué hacer frente a una erupción: https://alertasecuador.gob.ec/
D.Sierra, M. Córdova.
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional
Volcán Cotopaxi: brillo en el cráter y anomalías termales
Desde mediados de octubre de 2022, el volcán Cotopaxi atraviesa un nuevo proceso eruptivo. Este proceso se ha caracterizado por emisiones de gases y ceniza. Aunque estas emisiones han sido de pequeña magnitud, los días 26 de noviembre y 20 de diciembre, cuando el viento presentaba altas velocidades y se dirigía hacia el norte y noroccidente, la nube de ceniza alcanzó distancias superiores a 60 km, causando caídas leves de ceniza en los Valles, el Sur y el Centro de Quito.
El Cotopaxi es vigilado 24/7 a través de varias cámaras web desplegadas en los flancos del volcán, mismas que fueron instaladas desde el año 2008. Algo llamativo durante el actual proceso eruptivo del volcán Cotopaxi es que el IG-EPN ha detectado “luz” o “brillo” proveniente del cráter durante algunas noches en que el volcán estaba despejado (figura 1). Esta luz puede ser observada por cualquier persona si está suficientemente cerca al volcán (<15 km) y las condiciones climáticas son favorables. No es la primera vez que se observa este “brillo” en el Cotopaxi, fenómenos similares ya se habían registrado durante el proceso eruptivo de 2015 como se puede ver en la figura 1A.
Por otro lado, desde el año 2000 agencias espaciales internacionales (en particular la NASA) han lanzado varios satélites al espacio con el objetivo de vigilar los diferentes procesos naturales que ocurren en la superficie de la Tierra. Uno de esos procesos son las anomalías termales o de calor. Estas anomalías son generadas principalmente por incendios forestales y en menor medida por actividad volcánica. Para este último, universidades y organismos de varias partes del mundo han reunido esfuerzos para crear varias plataformas virtuales que se encargan de la adquisición y procesamiento de las imágenes satelitales; para su posterior aviso en forma de alertas termales. Para el caso de Ecuador, el IG-EPN tiene convenios con los sistemas MIROVA (https://www.mirovaweb.it/) y MOUNTS (https://www.mounts-project.com/) con el objetivo de complementar la vigilancia volcánica.
Adicionalmente, existen otras plataformas como AVA y FIRMS que realizan un procesamiento a nivel global enfocado principalmente en la detección de incendios forestales pero que, para el Ecuador, el IG-EPN las ha adaptado para la vigilancia volcánica. La figura 2 muestra un ejemplo de las anomalías termales detectadas por diferentes sensores satelitales. Anomalías de este tipo se han registrado en el cráter del volcán Cotopaxi de manera continua desde marzo del 2015 hasta el presente (figura 3).
La información de estas técnicas de vigilancia ha sido compilada y graficada en una serie de tiempo conjuntamente con las alturas máximas diarias de las emisiones de gas y las emisiones de ceniza registradas por las cámaras que rodean al volcán Cotopaxi (figura 3). El gráfico permite observar que las anomalías termales registradas por los satélites han sido un fenómeno “común” a lo largo de estos 7 años (figura 3A) y que ocurren tanto en periodos de calma como en periodos eruptivos. Por otro lado, es notorio que la observación de “brillo” en el cráter ocurre únicamente durante periodos eruptivos (triángulos morados en la figura 3).
En conclusión, estas observaciones ratifican que el volcán Cotopaxi atraviesa actualmente un proceso eruptivo, el cual se ha ido intensificando progresivamente, pero sin llegar a los niveles registrados durante la erupción de 2015. La figura 3B nos muestra que las emisiones de ceniza, el brillo en el cráter y las anomalías termales son cada vez más frecuentes, aunque de menor intensidad, comparadas con la erupción de 2015.
El IG-EPN continúa vigilando la actividad del volcán Cotopaxi con el fin de entender su comportamiento y la evolución de su erupción. Al momento de la emisión de este reporte, la actividad del volcán Cotopaxi es Superficial Moderada con Tendencia Ascendente e Interna Moderada con Tendencia Ascendente.
Sabemos que el volcán Cotopaxi atraviesa un nuevo proceso eruptivo y lo más importante es permanecer informados. Conoce el mapa de potenciales amenazas frente en caso de una erupción grande del Volcán Cotopaxi. ¿Dónde queda tu casa? ¿Tu lugar de trabajo? ¿La escuela de tus niños? Explora el mapa interactivo generado por el IG-EPN y el portal del Servicio Nacional de Gestión de Riesgos y Emergencias (SNGRE) con información sobre el volcán Cotopaxi:
FJ. Vasconez, P. Ramón, A. Vásconez, D. Sierra, S. Hidalgo
Corrector de Estilo: G.Pino
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional
Sistemas de alerta temprana sísmica, una nueva propuesta en tu teléfono inteligente
El día 27 de diciembre de 2022 se registró un sismo de magnitud 4.1 en la provincia del Guayas; el hipocentro se localizó cerca de Samborondón, por lo que se sintió con bastante fuerza en los alrededores del puerto principal. Lo interesante es que mucha gente en el área afectada reportó haber recibido una notificación en sus celulares, segundos antes o segundos después de haber sentido el evento. Mucha gente se preguntó ¿Cómo es esto posible?
Los Sistemas de Alerta Temprana
Es importante aclarar que los Sistemas de Alerta Temprana (SAT) no predicen la ocurrencia de sismos. Los SAT tienen como objetivo detectar los movimientos sísmicos una vez que estos ya han ocurrido y emiten una alerta para que la gente tenga unos pocos segundos hasta unos pocos minutos (dependiendo a qué distancia se encuentra del epicentro) para prepararse ante la llegada de las ondas sísmicas destructivas.
Hace poco se desarrolló en Quito la IV Asamblea de la Comisión Sismológica de América Latina y el Caribe (LACSC) y el Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional (IG-EPN) fue la institución anfitriona y organizadora. Durante este evento hubo una sesión completa sobre los sistemas de alerta temprana (SAT). Investigadores de todo el mundo presentaron los avances de los sistemas SAT en países como: México, EEUU y Costa Rica. ¿Cómo operan? ¿Qué tan eficaces son? ¿Cuáles son las perspectivas de los SAT en Ecuador y en los diversos países del mundo?
Uno de los sistemas de alerta temprano más efectivos del Mundo es el SASMEX, instalado en la Costa Oeste y Sur de México. Si quieres saber más cómo funcionan los sistemas de alerta temprana tradicionales, y las perspectivas de los SAT en nuestro país, te lo contamos en esta nota: https://www.igepn.edu.ec/interactuamos-con-usted/1972-ponencia-del-dr-gerardo-suarez-sobre-el-sistema-de-alerta-temprano-de-terremotos-en-mexico
El sistema de Alerta Temprana Sísmica de Android
Los Estados Unidos de América son pioneros en materia de sistemas de alerta temprana. En algunos estados está disponible “ShakeAlert”. El Servicio Geológico de Estados Unidos (USGS) ha desplegado una densa red instrumental en la Costa Oeste para detectar terremotos (Figura 2). Esta red analiza los datos para determinar la ubicación y la magnitud de un sismo, luego el sistema envía una alerta de terremoto directamente a los usuarios de teléfonos inteligentes Android.
Pero el sistema de alerta sísmica de Android no solo opera en Estados Unidos, funciona en todo el mundo. La diferencia es que en los otros países su funcionamiento es un poco diferente.
Todos los teléfonos móviles inteligentes contienen un acelerómetro muy pequeño, es decir un dispositivo pensado en medir la aceleración que permite al teléfono calcular cuantos pasos damos al caminar, nos permite girar la pantalla, utilizar los juegos y aplicaciones de realidad aumentada, entre otras funciones (Figura 3).
Estos acelerómetros permiten también detectar vibraciones y velocidad, señales que indican que pudiera haber un sismo en curso. Los teléfonos conectados al internet, envían estas señales a los servidores de detección de Google, que analiza estas señales y en base a la ubicación de estos teléfonos obtiene una ubicación aproximada del evento. Este método usa los más de 2000 millones de teléfonos Android que existen en el planeta, constituyendo la que probablemente es la red de detección sísmica más grande del mundo. Luego se emite una alerta a los teléfonos que estén en las cercanías (Figura 4).
Para mayor información sobre este sistema visita: https://crisisresponse.google/intl/es/android-alerts/
Pero ¿Cuáles son las limitaciones del método?
Si bien contar con una red tan densa de “detectores de sismos” parece ideal, debemos entender que el método tiene varias limitantes. Los acelerómetros de los teléfonos inteligentes, tienen baja resolución así que pudieran no ser capaces de detectar los sismos de baja magnitud, pues obviamente no están diseñados para eso. Otra problemática para este tipo de métodos es la generación de alertas que quizás no respondan a sismos verdaderos.
Adicionalmente, en todo momento se debe tener en mente que los sistemas de alerta temprana no predicen los sismos, sino que disparan una alarma una vez que el sismo ya ha ocurrido. Es por esto que muchas personas en el Guayas recibieron la alerta pocos segundos antes, otros durante y otros incluso después de haber sentido el evento, todo esto en función de su localización geográfica respecto al epicentro.
¿Cómo se localizan los sismos en Ecuador?
La localización de un evento sísmico y el cálculo de la magnitud son más complejos. Si bien los SAT de Android ofrecen localizaciones aproximadas para generar la alerta, son incapaces de ofrecer la localización y magnitud del evento con certeza. En Ecuador, la red sísmica nacional (RENSIG) es operada por el Instituto Geofísico de la EPN, quien es la entidad nacional encargada de la vigilancia de las amenazas sísmicas y volcánicas.
Gracias a la RENSIG y la RENAC, que en conjunto cuentan con más de 200 instrumentos desplegados a nivel nacional, el IG-EPN determina la localización y magnitud de un sismo después de su ocurrencia (Figura 5).
El IG-EPN usa el sistema de análisis y procesamiento Seiscomp (Gempa®), de esta manera una computadora analiza las ondas sísmicas, calcula y genera un aviso automático que se emite a través de redes sociales a los 3 minutos de ocurrido el evento, que es el tiempo que le toma al sistema, recibir todas las ondas sísmicas, determinar una localización confiable (matemáticamente estable) y calcular la magnitud. Esto genera una localización PRELIMINAR (Figura 6). Luego un operador calificado, inspecciona las ondas sísmicas de forma manual, ratificando y/o corrigiendo lo que proporcionó el sistema de manera automática y se emite una nueva localización REVISADA (Figura 6), la cual puede variar ligeramente en términos de magnitud y la localización, respecto a la proporcionada automáticamente.
Dado que el procesamiento de las señales sísmicas es revisado por un operador, la generación de una solución REVISADA toma unos cuantos minutos en ser emitida al público (aproximadamente 5 minutos adicionales). Sin embargo, podemos tener confianza en que esta localización refleja de manera más adecuada dónde ocurrió el fenómeno y su magnitud más exacta. El Centro Terras del IG-EPN opera 24 horas al día 7 días de la semana para poder emitir información veraz y oportuna en lo que respecta a los fenómenos sísmicos y volcánicos (Figura 7).
En resumen, las alertas proporcionadas por Google/Android son una propuesta tecnológica muy innovadora. Alertas de este tipo pueden en efecto ser de mucha ayuda y nos pueden servir para tomar medidas de autoprotección en el caso de la ocurrencia de un sismo grande (Figura 4). Sin embargo la alerta será efectiva siempre y cuando, sepamos cómo actuar ante ella y siempre y cuando estemos a una “distancia apropiada” del epicentro del evento (en el orden de 20 km o más), caso contrario, no contaremos con una ventana de tiempo suficientemente grande para reaccionar de una manera adecuada, ya que las ondas sísmicas destructoras viajan muy rápido.
D. Sierra, M Córdova, M. Segovia
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional
Seguimiento y retroalimentación con docentes de las UE y técnicos de las UGR de la provincia de Chimborazo para facilitar talleres interactivos sobre peligros sísmicos y volcánicos
Seguimiento
Cumpliendo con los objetivos del Proyecto “HIP Preparativos Sangay”, financiado por la Oficina de Ayuda Humanitaria y Protección Civil de la Comisión Europea (ECHO) y ejecutado por el Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo (PNUD), entre el 30 de noviembre y el 02 de diciembre de 2022, técnicos del Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional (IG-EPN) realizaron la visita a los Docentes de las Unidades Educativas de los cantones Guamote y Colta y a Técnicos de las Unidades de Gestión de Riesgo de Pallatanga, Cumandá y Colta para dar seguimiento a la réplica del Taller Interactivo sobre Peligros Sísmicos y Volcánicos.
El objetivo de replicar este Taller es que más personas se encuentren capacitadas y preparadas sobre los Peligros Sísmicos y Volcánicos, y así minimizar los efectos negativos de eventos adversos (como erupciones volcánicas y terremotos) sobre la salud y los medios de vida, especialmente en relación con la caída de ceniza.
El día miércoles 30 de noviembre de 2022, se visitó a los Técnicos de las UGR de los cantones Pallatanga y Cumandá, los cuales impartirán el Taller en las comunidades rurales de sus cantones. Además, se entregó folletos sobre “El Volcán Sangay” y “¿Qué son los Sismos?” en los GAD parroquiales y cantonales para que sean compartidos con su población (Fig. 1).
El día jueves 01 de diciembre de 2022 se visitó a los Docentes de las UE Emilio Uzcátegui, Ñukanchik Yachay, Humberto García Ortiz, 23 de Julio y Puertas del Oriente, pertenecientes a la parroquia de Cebadas, para hacer el seguimiento del Taller interactivo sobre Peligros Sísmicos y Volcánicos en sus instituciones. En varias de las instituciones el Taller ya se había impartido con los estudiantes, docentes y padres de familia. Además, se entregó folletos y libros alusivos al tema (Fig. 2).
El día viernes 02 de diciembre de 2022, se realizó el acompañamiento del Taller Interactivo sobre Peligros Sísmicos y Volcánicos con los Docentes de las UE Héroes del Cenepa de la parroquia Palmira del cantón Guamote (Fig. 3), y Tomás Oleas del cantón Colta (Fig. 4). En el primer caso, el taller fue impartido a estudiantes de 1ro, 2do y 3ro de Bachillerato. En la segunda institución el taller se replicó con el personal docente. Del mismo modo, se entregó folletos alusivos al tema y refrigerios a los participantes de los talleres.
Trabajo de Campo
Por otra parte, se aprovechó la salida para recolectar muestras de ceniza asociadas a las emisiones ocurridas entre el 18 de octubre y el 30 de noviembre de 2022 y realizar el mantenimiento de los cenizómetros (Fig. 6). Durante este periodo se han reportado 187 alertas de dispersión de ceniza poco energéticas, excepto la del 4 de noviembre que alcanzó los 7500 metros de altura sobre el nivel de cráter, y una distancia de hasta 550 km desde el volcán, según los reportes satelitales del Centro de Alertas de Ceniza Volcánica de Washington (Washington VAAC). Estas emisiones de ceniza se dirigieron principalmente hacia el occidente y noroccidente del volcán, sobrepasando la línea costera y provocando caída de ceniza principalmente en la provincia de Chimborazo.
La red de cenizómetros permitió cuantificar la cantidad de ceniza en cada una de las siguientes poblaciones (Fig. 5):
- Caída moderada: Flores (267.1 g/m2), Retén (214.2 g/m2), San Antonio (175.4 g/m2), Rayoloma (186.2 g/m2), Cebadas (158.6 g/m2), San Nicolás (145.9 g/m2), Piscinas de Atillo (137 g/m2), Punto Cero Atillo (129.1 g/m2), Cashapamba (128.6 g/m2), Guamote (127.7 g/m2), Cebadas 02 (126.8 g/m2).
- Caída leve: Pancún (90.7 g/m2), Utucún 4 Esquinas (88.9 g/m2), Palmira (57.1 g/m2), Atapo Santa Cruz (53.3 g/m2), Chauzán 01 (48.2 g/m2), Palmira Dávalos (27.1 g/m2), Juan de Velasco (23.9 g/m2), Alausí (21.5 g/m2), Colta (13.1 g/m2), Chaguarpata (12.6 g/m2), Huigra (12.6 g/m2), Cumandá (10.3 g/m2).
- Caída muy leve: Pallatanga (8.9 g/m2).
También se visitó a los Observadores Volcánicos para entregarles la “Guía sobre Observadores”, y recolectar los filtros correspondientes a los mantenimientos de sus cenizómetros (Fig. 7).
E. Telenchana, A. Vásconez
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional
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¿Cómo trabajamos con las muestras de ceniza volcánica?
El 21 de octubre y el 26 de noviembre de 2022 el volcán Cotopaxi produjo dos caídas de ceniza, la primera restringida en la zona cercana al volcán y la segunda, mucho más amplia afectando incluso a la parte sur de Quito.
La ceniza de ambos eventos fue recolectada por personal del Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional (IG-EPN) lo más pronto posible después de las caídas y se inició el proceso de preparación de las muestras para su análisis y posterior interpretación. Este es un procedimiento estandarizado en el que se siguen una serie de pasos para asegurar la calidad de los resultados. Aquí les presentamos cómo trabajamos con la ceniza volcánica.
¿Cómo se recolecta la ceniza volcánica?
Tenemos al menos dos posibilidades:
1.- Toma de muestras directamente sobre las superficies afectadas: Lo ideal es recoger la ceniza depositada sobre una superficie previamente limpia. Por ejemplo, sobre un techo limpio, sobre el capó o el parabrisas de un vehículo limpio, u otro. Es importante medir el área de recolección para calcular la carga (masa de ceniza por unidad de área, típicamente expresado en kg/m2 o g/m2). Si el depósito tiene más de 1 mm de espesor, también se puede medir este parámetro (Figura 1).
2.- Toma de muestras en cenizómetros: El personal del IG-EPN ha diseñado recolectores especiales de ceniza llamados cenizómetros (Bernard, 2013). Se han instalado cenizómetros en zonas cercanas a volcanes activos y también en todo el territorio ecuatoriano gracias a la Red de Observadores Volcánicos del Ecuador (ROVE). Estos dispositivos ayudan a la medición (espesor, carga y densidad) y recolección de la caída de ceniza y también se utilizan en otros países como Perú, Colombia, Chile, Costa Rica, Nicaragua y Guatemala. Una vez que cae la ceniza, se mide el espesor (hasta 0,1 mm según el modelo) y se recoge el material. Luego se limpia el cenizómetro y queda listo para una siguiente caída. Estos cenizómetros tienen la gran ventaja de permitir el muestreo de la ceniza (aún en caso de eventos con muy poca ceniza emitida) y proteger la ceniza del viento o la lluvia, de tal manera que la muestra que se obtiene es prácticamente inalterada (Figura 2).
Independientemente del método de recolección, la muestra es sellada en una funda plástica y etiquetada para su posterior análisis. La información clave que debe tener la etiqueta es el nombre del lugar de muestreo con las coordenadas GPS (latitud, longitud y altitud), la fecha de recolección y el área de muestreo. Se puede añadir información sobre la humedad, la masa in situ, indicios de alteración o contaminación de la muestra, etc. (Figura 3).
¿Cómo se analiza la ceniza volcánica?
Secado de las muestras: El primer paso del análisis de la ceniza es secar las muestras en una mufla (horno especial de laboratorio) a una temperatura de 40 a 60 °C por 24 a 48 horas dependiendo de su humedad (Figura 4).
Pesado de las muestras: En el segundo paso se pesa la ceniza seca con una balanza electrónica. Esto permite calcular con precisión la carga de ceniza seca en los diferentes sitios de muestreo y determinar si la caída de ceniza es muy leve (<10 g/m2), leve (10-100 g/m2), moderada (100-1000 g/m2), fuerte (1-10 kg/m2) o muy fuerte (>10 kg/m2). El nivel de impacto de la caída de ceniza sobre la agricultura, la ganadería y las infraestructuras depende en gran medida de la carga. Por ejemplo, una caída muy leve no provoca daños significativos en cultivos como la papa y el maíz, mientras que una caída muy fuerte puede provocar su destrucción total (Figura 5).
Tamizado de las muestras: Este ensayo utiliza tamices con aperturas de diferentes diámetros y tiene dos propósitos. En primer lugar, permite obtener la distribución de tamaño de las partículas desde 45 mm hasta 63 µm (0,063 mm). El IG-EPN completa el análisis granulométrico utilizando un analizador de partículas que mide con un láser el tamaño de las partículas entre 5 mm y 30 nm (0,00003 mm). Así se puede clasificar y determinar si la ceniza puede tener afectación a la salud, ya que cuanto más fina es la ceniza, más profundo ingresa en nuestro sistema respiratorio. En segundo lugar, el tamizado separa la ceniza por tamaño, lo cual es necesario para comprender los dinamismos eruptivos, en particular el grado de fragmentación del magma (Figura 6).
Clasificación de la ceniza: Se selecciona una o más fracciones de un tamaño representativo de la muestra de ceniza para observarlas con un microscopio binocular (Figura 7). Para facilitar el análisis primero se lava las fracciones deseadas en un baño de ultrasonido para que los granos estén perfectamente limpios. El análisis con el microscopio binocular permite identificar los componentes de la ceniza. La ceniza volcánica puede tener material juvenil (el cual representa directamente al magma que está generando la actividad volcánica), material accidental (que proviene típicamente del conducto volcánico y se ha acumulado durante erupciones pasadas), material híbrido (proveniente de la interacción del magma con el sistema hidrotermal del edificio volcánico), entre otros (Figura 8).
Separación de la ceniza: Se escoge bajo el microscopio binocular los granos de material juvenil con el fin de identificar las características del magma que está produciendo la actividad volcánica. El material juvenil tiene un aspecto fresco (sin ningún tipo de alteración), brillo vítreo, es angular y generalmente presenta vesículas (estructuras redondeadas que se forman debido a la presencia de burbujas de gas en el magma; Figura 9).
Análisis textural de la ceniza: Los granos seleccionados se pueden analizar en un microscopio electrónico de barrido (SEM=Scanning Electron Microscope) o, para mayor precisión, pueden ser pegados con una resina especial sobre un soporte que permitirá su análisis en un instrumento llamado microsonda electrónica (EMP= Electron microprobe). Como no existe este tipo de instrumento en el Ecuador, el IG-EPN envía los granos seleccionados al Laboratorio Magmas y Volcanes en Clermont-Ferrand, Francia, donde nuestros colegas y colaboradores preparan las muestras en los soportes, las pulen y las cubren con una capa de carbono para que se pueda realizar el análisis puntual por bombardeo de electrones a la muestra. Este instrumento permite tomar imágenes de altísima resolución de los granos de ceniza analizados y comprobar su carácter juvenil (Figura 10).
Análisis químicos de la ceniza: la microsonda electrónica permite además obtener la composición química del vidrio volcánico y de los minerales de la ceniza. Estos resultados se grafican en diferentes diagramas para clasificar al magma en función de su composición química, y para compararla con composiciones del mismo volcán u otros volcanes de similar comportamiento. Esto permite determinar la naturaleza del magma y aporta a la generación de los escenarios eruptivos (Figura 11).
Condiciones pre-eruptivas del magma: Con las composiciones del vidrio de la matriz y de los minerales se puede aplicar geotermómetros y geobarómetros especializados (Putirka, 2008) que permiten calcular la temperatura y otros parámetros, a los cuales se encontraría el magma en el reservorio o cámara magmática. En este caso las temperaturas calculadas en base a estas composiciones están entre 850 y 1050 °C.
El IG-EPN seguirá recolectando la ceniza proveniente del Cotopaxi con el fin de entender de mejor manera el origen del magma responsable de la actividad volcánica actual y de generar escenarios eruptivos acordes con sus características.
Estos análisis de alta precisión son posibles gracias a la colaboración que el IG-EPN mantiene con el Instituto Francés de Investigación para el Desarrollo (IRD), el Laboratorio Magmas y Volcanes de Clermont-Ferrand y el Departamento de Geología de la EPN.
Referencias
- Gaunt, H. E., Bernard, B., Hidalgo, S., Proaño, A., Wright, H., Mothes, P., et al. (2016). Juvenile magma recognition and eruptive dynamics inferred from the analysis of ash time series: The 2015 reawakening of Cotopaxi volcano. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 328, 134–146. https://doi.org/10.1016/j.jvolgeores.2016.10.013
- Hidalgo, S., Battaglia, J., Arellano, S., Sierra, D., Bernard, B., Parra, R., et al. (2018). Evolution of the 2015 Cotopaxi eruption revealed by combined geo- chemical and seismic observations. Geochemistry, Geophysics, Geosystems, 19. https://doi.org/10.1029/ 2018GC007514
- Putirka, K. D. (2008). Thermometers and barometers for volcanic systems. Reviews in Mineralogy and Geochemistry, 69(1), 61–120. https://doi. org/10.2138/rmg.2008.69.3
P. Samaniego, J.L. Devidal, F. Schiavi
Centre national de la recherche scientifique
Institut de Recherche pour le Développement
Laboratoire Magmas et Volcans
Université Clermont – Auvergne
Observatoire de Physique du Globe de Clermont-Ferrand
D. Narváez
Departamento de Geología
Escuela Politécnica Nacional
S. Hidalgo, B. Bernard, A. Vasconez, E. Telenchana, M. Almeida, M. Córdova, M. Encalada, F.J. Vásconez, D. Sierra.
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional
Sobrevuelo de monitoreo efectuado el 09 de diciembre de 2022 al volcán Cotopaxi
El 09 de diciembre de 2022, personal del Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional (IG-EPN) efectuó un sobrevuelo alrededor del volcán Cotopaxi con el objetivo de medir las temperaturas en la zona del cráter y además medir los gases emitidos por el volcán. Este sobrevuelo se realizó gracias al apoyo de las Fuerzas Armadas, la Presidencia, el Ministerio de Defensa, la Secretaría de Comunicación de la Presidencia y la Gobernación de Cotopaxi a través de la gestión del Servicio Nacional de Gestión de Riesgos y Emergencias (Foto 1).
En el marco de este sobrevuelo se realizó la toma de imágenes térmicas usando una cámara infrarroja portátil, además de medidas de CO2, SO2 y H2S usando un equipo multiGAS y observaciones mediante cámaras visuales convencionales.
Durante el sobrevuelo el volcán permaneció cubierto por una nube lenticular sobre el cráter (Foto 2). Esto impidió realizar tomas directas del mismo. Sin embargo, se pudo apreciar la constante emisión de una columna de gas con bajo contenido de ceniza, que alcanzaba 500 metros sobre la cumbre (Foto 2). De igual manera, se pudo apreciar una capa de ceniza que cubría el flanco suroccidental del edificio volcánico.
Las imágenes infrarrojas adquiridas durante el vuelo permitieron identificar con claridad el contraste de temperatura entre esta nube meteorológica (que está fría, y se la representa en color azul) y la emisión de los gases volcánicos provenientes del cráter del volcán (que está caliente, y se la representa en colores rojos, amarillos y verdes, Foto 3). La temperatura de estos gases disminuye progresivamente a medida que son trasladados por los vientos y se van alejando del cráter. La emisión de gases desde el cráter estuvo dirigida hacia el occidente. Finalmente, detrás de los gases volcánicos, se identifica la zona de fumarolas de la pared de Yanasacha (óvalo entrecortado, Foto 3).
Adicionalmente, el equipo multiGAS permitió medir con precisión las concentraciones de SO2 y H2S en la pluma de gas volcánico. Las razones SO2/H2S están alrededor de 20, observándose un incremento desde el inicio de la actividad volcánica que se dio a finales de octubre de este año. Estos valores indican un origen magmático para el gas emitido por el volcán Cotopaxi.
S. Hidalgo, M. Naranjo, E. Telenchana, M. Almeida, A. Vásconez
Corrector de Estilo: G. Pino
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