Viernes, 25 Septiembre 2020 12:49

Informe sobre la dispersión y sedimentación de la ceniza asociada a la actividad del volcán Sangay del 20 de septiembre de 2020

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Resumen
En base al análisis de las imágenes satelitales del 20 de septiembre de 2020 se puede concluir que la erupción empezó cerca de las 4h40 TL (Tiempo Local = UTC – 5 horas) y terminó cerca de las 6h10 TL. La nube de gas y ceniza alcanzó cerca de 15 km sobre el nivel del mar y la parte más cargada en ceniza, con una altura menor, se dirigió al occidente provocando caídas de ceniza en las provincias de Chimborazo, Bolívar, Los Ríos, Guayas, Cañar y Santa Elena. La velocidad del viento fue de aproximadamente 15 m/s.

El trabajo de campo realizado sobre el depósito de la caída de ceniza permitió identificar que las zonas más afectadas se encuentran al occidente del volcán, con una intensidad máxima en la parroquia de Cebadas. La estimación de la masa y del volumen total emitido durante esta erupción es de 1,5-1,7 × 109 kg (1,5 – 3,4 millones m3), lo que permite calificarla con un índice de explosividad volcánica de 2.
En las próximas semanas se realizará un estudio de las muestras colectadas para completar la información obtenida.

Dispersión de las nubes de ceniza
En la figura 1 se puede observar la aparición, sobre el volcán Sangay, de una nube de ceniza anormalmente alta (> 8 km sobre el nivel del mar) a las 4h40 TL. Esta nube siguió elevándose hasta las 4h50 TL, alcanzando una altura de aproximadamente 15 km sobre el nivel del mar. Posteriormente, se agrandó lateralmente hacia el oeste, el este y hacia el sur. Según la VAAC de Washington, la nube que se dirigió hacia el oriente era principalmente gas, mientras que la nube que se dirigió al occidente era más cargada de ceniza con una altura menor (12 km sobre el nivel del mar). Eso explica la ausencia de caída de ceniza al oriente del volcán. A partir de las 6h20 TL, la nube se separa del volcán lo que indica que la erupción tuvo una duración máxima de 1h30. La nube alcanzó Guayaquil, ubicado a 180 km al oeste del Sangay, a las 8h00 TL, lo que indica una velocidad promedio del viento de aproximadamente 15 m/s. La nube de ceniza alcanzó el Océano Pacífico.

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Figura 1. Imágenes del satélite GOES-16 ABI, 20/09/2020 (Fuente: NOAA/CIMSS). Las imágenes son accesibles en el sistema Volcanic Cloud Monitoring con un retraso de 20 minutos.


Caída de ceniza
a. Reportes de caída de ceniza
Un total de 87 reportes de caída de ceniza (figura 2A) fue registrado en la página web del IGEPN el 20 de septiembre de 2020 (https://www.igepn.edu.ec/reporte-de-caida-de-ceniza). El primer reporte se registró a las 7h48 TL sobre la observación de caída de ceniza en el cantón Pallatanga (Provincia Chimborazo). Sin embargo, los reportes indican caída de ceniza en la zona desde las 6h00 TL, lo cual es coherente con las imágenes del satélite GOES-16 ABI. La mayoría de los reportes fueron en el cantón Guayaquil (Provincia Guayas), a partir de las 8h00 TL, igualmente coherente con las imágenes satelitales. El reporte más al norte fue en Babahoyo (provincia de Los Ríos), más al sur en Naranjal (provincia de Guayas) y más al occidente en La Libertad (provincia de Santa Elena) (figura 2B).

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Figura 2. Reportes de caída de ceniza en la página del IGEPN, 20/09/2020. A) Mapa de los reportes de caída; B) Número de reportes por cantón.


Adicionalmente se tuvo 34 reportes en el chat WhatsApp de la Red de Observadores Volcánicos del Ecuador (ROVE), la cual incluye voluntarios de la Cruz Roja, del Servicio Nacional de Gestión de Riesgos y Emergencia y ciudadanos comunes. El primer reporte fue a la 7h09 TL para indicar caída de ceniza en los sectores de Tanquiloma, Totorillas y Guamote. Una información importante es la observación de un voluntario de Babahoyo indicando que no había ceniza antes de las 8h31 TL. Los Observadores Volcánicos compartieron fotos de los depósitos de caídas de ceniza en varios sectores afectados.

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Figura 3. Fotos de la Red de Observadores Volcánicos del Ecuador en las zonas afectadas por la caída de ceniza del volcán Sangay, 20/09/2020.


b. Recorrido de muestreo
Del 20 al 23 de septiembre de 2020, investigadores del IGEPN y del IRD realizaron un recorrido en las provincias de Chimborazo, Guayas y Cañar para medir y tomar muestras del depósito de ceniza asociado a la actividad eruptiva del volcán Sangay (figura 4).

Se inspeccionaron 34 sitios y se colectaron 32 muestras en diferentes superficies incluyendo tres cenizómetros caseros (Bernard 2013) instalados previamente. Luego se pesaron las muestras con balanza electrónica en el campo y se calculó la carga de ceniza (g/m2). Solo dos muestras estaban húmedas, para las cuales se dividió la carga de ceniza por un factor empírico de 1,3.

Los datos generados fueron cargados a un Sistema de Información Geográfica para delimitar las isomasas (contornos de misma carga de ceniza). Gracias al SIG se calculó el área de las isomasas y la masa total del depósito mediante fórmulas empíricas de la literatura (Pyle 1989; Legros 2000).

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Figura 4. Recolección de muestras de ceniza en diferentes sectores afectados por la caída de ceniza del volcán Sangay (foto: B. Bernard, IGEPN, y P. Samaniego, IRD).


c. Valor de caída
En este informe los valores de caída se expresan en carga (g/m2), porque los valores en espesor eran muy pequeños y sujetos a grandes variaciones en función del nivel de compactación. El valor máximo de caída (1523 g/m2) fue registrado en la parroquia Cebadas (cantón Guamote, provincia Chimborazo) donde la caída es calificada como fuerte (tabla 1). También se identificaron caídas moderadas-fuertes (500-1000 g/m2) en Palmira, Pallatanga, Multitud y Cumandá, con probable afectación similar en Chillanes. Se midieron caídas moderadas-leves (100-500 g/m2) en Alausí, Ventura (provincia Cañar) y el Triunfo (provincia Guayas). En los demás sectores, incluyendo Guayaquil, la caída fue leve (10-100 g/m2) a imperceptible.

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Tabla 1. Resumen de los datos obtenidos sobre la caída de ceniza asociada a la actividad del volcán Sangay del 20/09/2020. * Muestra colectada por voluntario de la Cruz Roja; ** Muestra colectada por Maurizio Mulas (ESPOL).


d. Mapa preliminar
En el mapa preliminar del depósito de caída de ceniza (figura 5) se observa un patrón típicamente asociado con la distribución esperada para una caída de ceniza, esto es la disminución exponencial del espesor o la carga de ceniza con aumento de la distancia al volcán hacia el occidente, y con un fuerte control por la acción del viento.

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Figura 5. Mapa preliminar del depósito de caída de ceniza asociado a la erupción del volcán Sangay el 20/09/2020 (proyección WGS 84, fondo: OpenStreetMap).


e. Estimación de la masa y del volumen total del depósito
En base al mapa del depósito, se estimó la masa total del mismo utilizando varias fórmulas empíricas (Tabla 2). Se pudo dibujar 3 isomasas con una buena confiabilidad. En consecuencia, se utilizaron los métodos de Legros (2000) y Pyle (1989). Se puede observar una buena coherencia entre los resultados con un rango de 1,5 a 1,7 × 109 kg. Utilizando las densidades del depósito medidas en el campo (500-1000 kg/m3), se estima el volumen del depósito entre 1,5 y 3,4 millones de m3, el equivalente a 100 000 – 230 000 volquetas grandes (15 m3). Este resultado permite calificar la erupción del volcán Sangay del 20 de septiembre de 2020 con un índice de explosividad volcánico (VEI) de 2 (Newhall and Self 1982).

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Tabla 2. Resultados de la estimación de la masa total del depósito de caída de ceniza asociado a la erupción del volcán Cotopaxi entre el 05 y el 16/11/2015.


Agradecimientos
Extendemos un agradecimiento a todas las personas que reportaron oportunamente la caída de ceniza en el formulario de la página del IGEPN. Adicionalmente agradecemos a los voluntarios de la ROVE que ayudaron a compilar información sobre la caída de ceniza. Agradecemos particularmente a la Cruz Roja y a Maurizio Mulas (ESPOL) por los datos adicionales que nos fueron proporcionados. Finalmente agradecemos al GAD de Cebadas y sus autoridades que nos acompañaron en el campo. El recorrido de muestreo se realizó con el apoyo logístico del IRD.

 

Referencias
Bernard B (2013) Homemade ashmeter: a low-cost, high-efficiency solution to improve tephra field-data collection for contemporary explosive eruptions. J Appl Volcanol 2:1. doi: 10.1186/2191-5040-2-1
Legros F (2000) Minimum volume of tephra fallout deposit estimated from a single isopach. J Volcanol Geotherm Res 96:25–32.
Newhall, C. G., & Self, S. (1982). The volcanic explosivity index (VEI): An estimate of explosive magnitude for historical volcanism. Journal of Geophysical Research, 87(C2), 123-1238.
Pyle M (1989) The thickness, volume and grainsize of tephra fall deposits. Bull Volcanol 51:1–15.

 

BB, PS, ME, GPM
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional