Tres expertos del Servicio Geológico de los Estados Unidos (USGS) del Observatorio de Cascadia se encuentran en el Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional (IGEPN) para colaborar en el robustecimiento del sistema de detección en el caso de un descenso de flujos de lodo (lahares) en el volcán Cotopaxi, en la elaboración de pronósticos en el caso de una eventual erupción del volcán y compartiendo sus conocimientos sobre el monitoreo volcánico y atención científica durante una crisis.

Colaboración del personal del USGS

Foto 1. Personal Técnico del IGEPN y del USGS en la zona norte del volcán Cotopaxi.

Colaboración del personal del USGS

Foto 2. Charlas donde los colaboradores del USGS comparten sus experiencias sobre el monitoreo volcánico en situación de crisis experimentados en otros volcanes.

El Domingo 6 de septiembre de 2015 un grupo de técnicos del Instituto Geofísico formado por la MSc. Patricia Mothes, el Dr. Hugo Yepez, el Dr. Minard Hall, el MSc Patricio Ramón junto a los geofísicos Wendy McCausland, John Pallister y Andrew Lockhart visitaron desde San Rafael hasta la zona norte del volcán, donde los técnicos del IGEPN explicaron las zonas de afectación por flujos de lodo y ceniza que se verían afectadas por una eventual erupción.

Colaboración del personal del USGS

Foto 3. Explicación por parte de los tecnicos del IGEPN sobre los depositos de lahares en la zona Norte del volcán Cotopaxi (Foto: P.Mothes IGEPN).

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Observaciones visuales y térmicas del volcán, disminución de la energía sísmica y características de las cenizas analizadas

05 de Septiembre de 2015

Observaciones y mediciones realizadas desde avión:
El día 3 de septiembre, con el apoyo logístico de una aeronave por parte del MICS, se efectuó un sobrevuelo desde el aeropuerto de Tababela en dirección al volcán Cotopaxi, en un avión Twin Otter de la FAE (452), al mando del Cap. Byron Pardo, siguiendo la ruta que se muestra en la figura 1.

Informe Especial Cotopaxi 14 - 2015

Figura 1: Ruta del vuelo efectuado el 3 de Septiembre de 2015 (Base: Google Earth).

 

Durante la aproximación al volcán se pudo apreciar una columna de emisión que se elevaba unos 1000 m sobre el cráter y luego se dirigía hacia el W, posteriormente por efecto de los vientos de altura ésta cambiaba su rumbo y se dirigía hacia el norte (Fig. 2), fue posible observarla cruzando sobre el aeropuerto de Tababela.

Informe Especial Cotopaxi 14 - 2015

Figura 2: Foto del flanco N del volcán, a las 09:37 del día 3 de septiembre. La emisión desde el cráter interno es poco energética, inicialmente se dirige al W y luego vira hacia el N, como se observa en la parte superior de la foto (Foto: P. Ramón IG/EPN).

 

Una vez en el sector del volcán se observó que éste emitía una columna de vapor de agua con un contenido moderado a alto de ceniza, la cual ascendía hasta unos 1000 m de altura sobre el cráter, inicialmente desplazándose sobre el flanco occidental y luego en dirección al norte, donde alcanzó una altura de unos 8500 msnm, de acuerdo al reporte de la VAAC. La cobertura de ceniza sobre el volcán va desde el flanco superior NNE hasta el flanco SSW.

Como ya se mencionó en informes anteriores, en varias zonas de la parte superior de algunos glaciares se continúa observando la presencia de nuevas grietas, principalmente en los flancos E y NE y sobre la pared de Yanasacha. Zonas con desprendimientos de rocas y acumulación de material al pie de la pared, se observaron en el sector de Yanasacha. Tanto en el sector de la cumbre norte, como en la cumbre sur y otras partes altas del cono, se observó la acumulación de bloques balísticos, así como de pequeños cráteres de impacto de los mismos bloques que son expulsados durante las emisiones.

En esta oportunidad, en un momento cuando la intensidad de la emisión disminuyó, se pudo observar de mejor manera una parte del interior del cráter. Se confirmó que el glaciar circular al interior del cráter (dona), en el sector sur, debido a la actividad del volcán, ha disminuido significativamente en sus dimensiones y presenta grandes fracturas (Fig. 3), lo cual podría indicar que el mismo ha experimentado un proceso de fusión. De manera general se puede decir que las zonas de fusión del glaciar en los flancos superiores del volcán han incrementado sus dimensiones.

Informe Especial Cotopaxi 14 - 2015

Figura 3: Foto aérea desde el SE del cráter del volcán, se han anotado las zonas observables del glaciar circular, del anillo de arena interno y del cráter interno (Foto: P. Ramón IG/EPN).

 

Fue notorio observar en el flanco N la presencia de agua y humedad en el contacto del glaciar con la superficie del terreno, desde allí se formaban delgados hilos de agua los que descendían aguas abajo por el flanco (Fig. 4) hasta los drenajes principales del volcán.

Informe Especial Cotopaxi 14 - 2015

Figura 4: Foto del flanco N del volcán, en las lenguas terminales del glaciar se observa la presencia de agua y humedad y de delgados hilos de agua que descienden por el flanco (Foto: P. Ramón IG/EPN).

 

Dadas las condiciones de la emisión continua, el monitoreo termal se lo hizo únicamente en los flancos N, E, S y en la parte S del cráter interno. Las temperaturas más altas que se registraron fueron en la columna de emisión con una temperatura (TMA) de 200.3° C (Fig. 5), esto es una temperatura mayor que la registrada en la columna de emisión del 26 de agosto, que fue del orden de 150° C. En algunas zonas de los flancos S y E se nota un incremento de pocos grados centígrados de las temperaturas en relación a lo medido el 26 de agosto, por ejemplo la zona flanco Sur 4 y la zona flanco oriental 1.  En las zonas restantes se mantienen las temperaturas o hay una disminicion.

Es interesante también notar que en esta ocasión no se observaron bloques acompañando a las columnas de emisión, como se pudo observar en las imágenes térmicas durante el vuelo del 26 de agosto. Por otro lado se debe indicar que en varios sitios de los flancos se pudo observar la presencia de nuevas anomalías termales que no habían sido vistas anteriormente, como se muestra en la figura 5.

Informe Especial Cotopaxi 14 - 2015

Figura 5: Imagen térmica del sector SE del volcán. Se han anotado valores de temperatura (TMA) obtenidos con la cámara infrarroja (Foto: P. Ramón IG/EPN).

 

Sismicidad:
Por otro lado la sismicidad ha mantenido niveles de amplitudes sísmicas presentan valores menores comparados con hace una semana (Fig. 6), aunque sus valores son aún mucho mayores a los niveles anteriores a Junio.

Informe Especial Cotopaxi 14 - 2015

Figura 6: Distribución de amplitudes sísmicas promedio desde Enero hasta 05 Septiembre de 2015. Se observa una tendencia de disminuir los valores durante los últimos 8 días.

 

Los señales sísmicas están caracterizadas por episodios de tremor de amplitud moderado (Fig.7) y de eventos sísmicos discretos ocasionales cuyos ubicaciones están alineados con el conducto volcánico a varios kilómetros de profundidad, especialmente unos sismos volcano-tectonicos y VLP´s del 01 y 02 de Septiembre que fueron reportados en el reporte No. 13 (Fig. 8a y 8b).

Informe Especial Cotopaxi 14 - 2015

Figura 7: Sismograma del 05 septiembre hasta las 15h45TL. Se nota que hay episodios de tremor seguido por horas de relativa calma. Los episodios tremóricos representan mayores emisiones de ceniza y gases desde el cráter.

 

Informe Especial Cotopaxi 14 - 2015

Figura 8a y 8b: a) Ubicación de los sismos dentro del volcán. b) Ubicación de unos eventos sísmicos asociados con un enjambre sísmico entre 01 a 02 de Septiembre. En ambos gráficos se nota la alineación de los eventos con el conducto de alimentación.

 

Características de las cenizas analizadas:
Muestras de cenizas que cayeron en el flanco occidental del volcán Cotopaxi, entre el 15 a 26 de agosto, fueron analizadas en el laboratorio del Dr. Pierre Delmelle de la Universidad de Louvain, Bélica, especialista en la química de las cenizas y sus efectos sobre la agricultura y vida humana. Los resultados (Tabla 1) muestran que las cenizas tienen un pH relativamente bajo, concentraciones de sulfatos (SO4) y mayormente concentraciones de fluor (F) y cloruro (Cl) no elevadas.

Informe Especial Cotopaxi 14 - 2015

Tabla 1: Análisis de cenizas arrodajadas por el volcán Cotopaxi entre el 15 a 26 de agosto. El análisis fue realizado en la Universidad Católica de Lovaina, Bélgica por Dr. Pierre Delmelle trabajando en colaboración con especialistas de la Escuela Politécnica Nacional.

 

El especialista Delmelle dice que el pH bajo pueda tener implicaciones en el piel y el sistema digestivo de los animales herbívoros quienes se alimentan de la hierba cubierta con la ceniza.  Las plantas pueden sufrir de la acidez y eventualmente podría ser corrosivo para techos y metales.   El elemento fluor (F) no parece tener los niveles para causar problemas en las articulaciones o dientes de los animales herbívoros, una condición que se llama flurosis y que fue evidente en el salud de los animales durante erupciones basálticas en Chile del volcán Lonquimay.

Las cenizas que actualmente están siendo lanzadas por el volcán Cotopaxi son el producto de la erosión de las rocas del conducto o del sistema hidrotermal del volcán, donde hay un ambiente de roca alterada por condiciones ácidas, particularmente con respecto al SO4.  Eventualmente, si el sistema eruptivo muestra una mayor concentración de partículas magmáticas de material juvenil (nueva magma), el pH debe subir (normalizarse) y tendría una menor concentración de SO4.   Todos los días se está recolectando cenizas y estas son analizadas por miembros del IGEPN para identificar cambios de productos de sistema hidrotermal a uno mayormente magmático.

Resumen:
Se ha registrado un incremento de las temperaturas en la columna eruptiva de gases y cenizas.  Las amplitudes de las señales sísmicas no muestran una tendencia creciente, pero se han detectado sismos discretos ocasionales que están alineados con el conducto a profundidades de entre 3 a 11 kilómetros bajo el cráter y que están asociados con la presencia y empuje de magma.  Por otro lado, las cenizas recolectadas y estudiadas hasta el 02 de Septiembre, sugieren que todavía el mayor aporte de estos productos es roca pre-existente y alterada y relacionada con el conducto y no todavía con un nuevo cuerpo magmático.  Esta situación pudría cambiar con la continuación del proceso eruptivo y el correspondiente ascenso de magma.

PR,SV,MA,PM,MR
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional

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Evolución de la actividad eruptiva

Emanación de Cenizas y Gases Volcánicos:
Entre el 28 de agosto, fecha del último informe especial (No. 12) y el día de hoy, se constató una disminución en las alturas y en la concentración de cenizas en las emisiones del volcán Cotopaxi.  Generalmente estas emisiones no pasaron de un kilómetro de altura sobre el nivel del cráter y presentaron una dirección preferencial hacia al occidente - noroccidente, y ocasionalmente tuvieron una dirección hacia el suroccidente.  Sin embargo, hoy a las 11h20TL se produjo una columna de más de 3 km de altura, cuya ceniza de calor blanco cayó en los flancos occidentales del volcán.  Posteriormente, a las 13h43TL se observó una nueva emisión con una columna de más de 4 km de altura.  Ayer hubo reportes de caída de ceniza fina en Sto. Domingo de los Colorados y Manabí (Fig. 1a y b).

Informe Especial Cotopaxi No. 13

Fig. 1a y 1b: a) Observación y pronósticos de dispersión de nube de ceniza entre el 31 de agosto y 01 septiembre de 2015. b) Observación y pronósticos de dispersión de nube de ceniza entre el 01 a 02 de septiembre, 2015..

En los flancos occidentales del volcán, a niveles sobre los 3200 metros de altura, se observan los depósitos de ceniza fina de color negro que cubre toda la vegetación, los equipos de monitoreo del IGEPN y las instalaciones del Parque Nacional Cotopaxi.  Esta caída de ceniza también es observada en el sur del cantón Ruminahui (Fig. 2a, 2b y 2c).

Informe Especial Cotopaxi No. 13

Fig. 2a, 2b y 2c: En la entrada del Parque Nacional Cotopaxi (01 Sept-15), la acumulación de cenizas es de varios milímetros de espesor - foto ML Hall. b) campos agrícolas cubiertos por un manto de ceniza en el sector Romerillos (28 Agosto-15- foto P. Mothes). c) columna de vapor que subió esta mañana a las 11h20 TL, vista desde Hostería CotopaxiPungo, cantón Ruminahui. Foto: P. Espin.

En el recorrido de la red de cenizómetros del IGEPN (Fig. 3) el día viernes 28 de agosto, se recolectaron datos sobre la cantidad de ceniza acumulada entre los días 22 a 28 de Agosto, durante lo cual se ha observado una cantidad mucho mayor a la que fue registrada la semana anterior con depósitos milimétricos en varios sitios.  En este último ensayo se calculó que se cayó un volumen de ceniza de aproximadamente 630,000 m3, con un peso de 7.71 X 108 kg. El área de mayor afectación está entre San Juan de Pastocalle al sur y El Chaupi al norte (Fig. 4).  Hasta el momento la cantidad de ceniza emitida por el volcán permite calificar la erupción con un índice de explosividad (VEI por sus siglas en inglés) 1.

Informe Especial Cotopaxi No. 13

Figura 3. Cenizómetro, sector Mariscal Sucre-PNC-foto B. Bernard.

Informe Especial Cotopaxi No. 13

Figura 4. Mapa preliminar del depósito de ceniza asociado a la actividad eruptiva del volcán Cotopaxi entre el 22 y 28 de agosto, 2015. (Proyección WGS 84, coordenadas en UTM). Se observa que un área entre El Chaupi al norte y San Juan de Pastocalle al sur está afectada por la ceniza. La medición está en gramos por metro cuadrado. (Mapa: B. Bernard).

El pronóstico de dispersión de la nube de ceniza, con una altura promedio de 2 km sobre la cumbre, para hoy se presenta a continuación (Fig. 5).

Informe Especial Cotopaxi No. 13

Figura 5. Simulación de dispersión de la nube de ceniza hasta hoy, 10h00TL.

Se observa que el nivel del gas SO2 se ha mantenido entre 4.000 y 15.000 T/día.  Sin embargo, este valor es subestimado dado que las medidas son opacadas por la presencia de ceniza en el aire (Fig. 6).  

Informe Especial Cotopaxi No. 13

Fig. 6: Registro de valores y aumento del gas SO2 desde enero, 2015. Se puede apreciar que últimamente los valores han pasado los 15,000 T/día. El valor total del SO2 emitido es de casi 350,000 toneladas en lo que va al año.

Las mediciones realizadas por el satélite Aura/OMI dieron valores moderados, mostrando claramente una columna con dirección al O-SO entre el 29 y 30 de agosto de 2015 (Fig. 7).

Informe Especial Cotopaxi No. 13

Fig. 7: Registro de la emisión de SO2 del Volcán Cotopaxi, visto desde el satélite OMI, el 29 y 30 de Agosto.

Sismicidad:
Desde el 28 de Agosto hasta anoche, el volcán presentó una disminución en los niveles de energía liberada (Fig. 8).  Los sismogramas han registrado una disminución en el tiempo de duración del tremor de emisión y más periodos de calma relativa (Fig. 9a y 9b).  

Informe Especial Cotopaxi No. 13

Fig. 8: Registro de la liberación de energía sísmica desde principios de 2015. Se observa una disminución en los últimos días hasta el día de hoy.

Informe Especial Cotopaxi No. 13

Fig. 9a y 9b: Registro de los sismogramas de la estación BREF entre el 30 de agosto y 01 de septiembre.

Sin embargo, en desde el 1 de septiembre se están registrando algunos sismos de fractura (tipos VTs) y LP´s.  En los últimos días, intercalados con los episodios de tremor de menor duración (figura 2), se han registrado algunos sismos con características de volcano-tectónico (figura 10).  Los eventos más importantes de este tipo ocurrieron el 1 de septiembre a las 05h45, 11h28, 15h04, 20h22, 22h53; el 2 de septiembre a las 06h41, 10h33 y 12h13.  Algunos de estos sismos llevan un claro contenido de VLP (sismos de muy largo periodo).  En las figuras 11 y 12 se ven los espectros de las señales.  Los hipocentros de estos sismos se ubican entre 3 y 11 km de profundidad bajo la cumbre.  La magnitud más alta fue 2.7 (Fig. 13).

Informe Especial Cotopaxi No. 13

Figura 10. Sismograma de la estación BREF con un periodo de tremor de 10 horas de duración que inicia a las 02h58 de hoy seguido por un periodo de alrededor de una hora sin tremor. A las 10h05 inicia un tremor espasmódico.

Informe Especial Cotopaxi No. 13

Fig. 11: Sismo ocurrido a las 10h33 (tiempo local, 15h34 tiempo universal). La gráfica superior muestra la señal sin filtrar. A continuación está el espectro donde se observa un contenido amplio de frecuencias que llegan hasta los 10 Hz, con dos picos claros entre 4 y 5 Hz, y un componente de frecuencias menores a 1 Hz. La composición espectral se observa también en el espectrograma donde las amplitudes están en escala de colores. Abajo se grafica la señal filtrada en la banda de 0.1 a 0.8 Hz, que muestra la parte de VLP de este sismo.

A las 10h05 TL se registró un tremor de tipo espasmódico compuesto por varios pulsos de mayor amplitud (Fig. 12).  Este tremor duró hasta las 10h34 TL y terminó al mismo tiempo que se registró un sismo tipo VT que también presentó un componente de VLP.  

Informe Especial Cotopaxi No. 13

Fig. 12 Sismograma de la estación BREF mostrando un tremor de carácter espasmódico. La abscisa marca el tiempo universal (tiempo local es cinco horas menos).

Informe Especial Cotopaxi No. 13

Fig. 13: Localización de los eventos sísmicos entre el 03 de agosto y el 02 de Septiembre, 2015.

Fenómenos Superficiales:
El viernes pasado, 28 de agosto en horas de la tarde, una señal sísmica de alta frecuencia fue detectada en dos estaciones sísmicas en el flanco occidental.  Se reconocía como un flujo pequeño de cenizas removilizadas ligeramente por una garua o lluvia leve que cayó en el sector.  El día lunes dos técnicos del IG fueron a observar las evidencias y pudieron constatar que ha descendido en unas quebradas un pequeño flujo lodoso compuesto de ceniza.  Su origen muy seguramente se deba a la removilización por lluvias de las gruesas capas de ceniza que se han depositado en las zonas altas del volcán en las últimas semanas.  El flujo nunca tuvo un caudal mayor de 10m3/seg y quedó en la parte alta de los flancos del volcán, a los 3900 m de altura (Fig.14).  Vale notar que estos flujos de lodo pueden ser muy frecuentes en volcanes en erupción, dado que su material viene de las cenizas acumuladas en los flancos y son removilizadas por las lluvias.  En el volcán Tungurahua han sido muy comunes y ocurren hasta el presente por este proceso.  Generalmente son de poca duración, poco volumen y poco alcance.  Se reconoce como “lahares secundarios” y no implica el derretimiento del glaciar, a diferencia de lo requerido para los “lahares primarios”.

Informe Especial Cotopaxi No. 13

Fig. 14: Foto del pequeño flujo de lodo que bajo por el flanco occidental del cono, en la tarde del 28 de Agosto. Su tamaño fue muy pequeño y quedó muy distanciado de cualquier camino o infraestructura. Está compuesto de cenizas removilizadas por las lluvias. Foto: D. Andrade.


RESUMEN:
Durante los últimos 6 días el volcán Cotopaxi ha expulsado columnas de vapor, gases y cenizas a menores alturas y alcances comparados con la semana anterior.  El registro del gas SO2 sigue siendo alto y talvez esté sub-representado porque la calidad de las medidas está afectada por la presencia de ceniza en la atmósfera, lo que no permite buenas mediciones. Por otro lado, se ha visto que los niveles de energía sísmica mostraron una tendencia decreciente por unos 5 días.  Lo más destacable con respecto a la sismicidad ha sido el registro de eventos sísmicos de fractura (VTs) y de las señales de movilización de fluidos en el conducto volcánico (sismos VLPs), entre 3 y 11 km bajo la cumbre.  Estos eventos ocurrieron el 01 y 02 septiembre y sugieren la ocurrencia de nuevas inyecciones de mama en la base del conducto volcánico.

PM,MR,SA,BB
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional

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El día Lunes 31 de agosto de 2015 en horas de la tarde la MSc. Patricia Mothes, jefa del área de Vulcanología del Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional (IG-EPN), dio una charla a los miembros de la cámara de industriales y empresarios de Cotopaxi sobre los escenarios posibles frente a una erupción del volcán Cotopaxi y los fenómenos asociados en la sala de reuniones del IGEPN.

MSc. Patricia Mothes dicta charla informativa en las instalaciones del IGEPN a miembros de la CIEC

Figura 1. La MSc. Patricia Mothes, vulcanóloga del IG-EPN informando sobre la actividad del volcán Cotopaxi a los miembros de la cámara de industriales y empresarios de Cotopaxi.

 

Por parte de la MSc. Patricia Mothes se explicó cuál sería la afectación para los sectores industriales, la pequeña industria y las florícolas de la provincia de Cotopaxi frente a la generación de lahares grandes de una probable erupción del volcán. Adicionalmente se explicó sobre los modelamientos de este fenómeno, el mapa de amenazas y cuáles serían las zonas potencialmente afectadas.

MSc. Patricia Mothes dicta charla informativa en las instalaciones del IGEPN a miembros de la CIEC

Figura 2. La MSc. Patricia Mothes, vulcanóloga del IG-EPN, explica sobre la afectación por flujos de lodo (lahares), el mapa de amenazas y las zonas de mayor probabilidad de afectación.

 

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El día sábado 29 de agosto del 2015, por invitación del Municipio de Quito y la Administración Municipal Zona Tumbaco, la MSc. Patricia Mothes, jefa del área de Vulcanología del Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional (IG-EPN), impartió una charla sobre la actividad del volcán Cotopaxi, sobre los fenómenos asociados a una posible erupción y cuáles serían las posibles afectaciones para el sector de Tumbaco, Barrio La Viña.

Participación de la MSc. Patricia Mothes en charla informativa en Tumbaco

Figura 1. MSc. Patricia Mothes, vulcanóloga del IG-EPN, informando sobre los fenómenos asociados a la actividad del volcán Cotopaxi a las personas del sector de Tumbaco.

Por parte del IG-EPN se explicó la historia del volcán, el sistema de monitoreo, los fenómenos volcánicos y además se dio respuesta a las dudas por parte de los asistentes.

Participación de la MSc. Patricia Mothes en charla informativa en Tumbaco

Figura 2. Asistentes a la charla informativa por parte de MSc. Patricia Mothes, jefa del área de Vulcanología del IG-EPN.

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Constante emisión de cenizas y gases y aumento en sismos someros de fractura

Emanación de Cenizas y Gases Volcánicos:

El día 26 de Agosto el volcán tuvo una emisión de cenizas continua con pocas pausas, la cual se orientó principalmente hacia el NW (Figs. 1 y 2).   La nube de cenizas, vapor y gases volcánicos logró pasar la cordillera Occidental y se tienen reportes de leves caídas de ceniza en Santo Domingo e incluso en algunas zonas más alejadas.  Desde que el inicio del tremor continuo en la noche del sábado, 22 de Agosto, a las 21h41, se han observado muy pocas pausas en los últimos 6 días.  Los reportes de caídas de ceniza están cubriendo grandes zonas al occidente-suroccidente del volcán con espesores que ahora alcanzan hasta niveles milimétricos.  Esta última observación que fue corroborado por el alcalde de Sigchos en la Provincia de Cotopaxi, quien habló de afectaciones a la ganadería, los sembríos al aire libre y en los invernaderos.  En los últimos 36 horas la caída de ceniza ha dejado una película muy densa de ceniza sobre las estaciones de monitoreo en el volcán Cotopaxi (Fig. 3)

Informe Especial Cotopaxi No. 12

Fig. 1: En esta imagen de la NOAA y otros colaboradores, se ve que el 26 de agosto hubo una emisión alta, con las áreas amarillas y naranjas que representan zonas de mayor densidad de ceniza en la atmósfera. La máxima altura alcanzada por la columna es 9 km por encima del nivel del mar, según lo reportado por el Washington VAAC.

Informe Especial Cotopaxi No. 12

Fig. 2: Imagen de la NOAA del día 27 Agosto, 2015, en la que se ve la nube de ceniza con rumbo al nor-occidente (círculo rojo).  En las imágenes de abajo muestran las coberturas de la nube de ceniza en las horas de la mañana a las 08h15 TL y la previsión para las 14h30 TL.

Informe Especial Cotopaxi No. 12

Fig. 3: Acumulación de cenizas durante 36 horas, entre 24-26 de agosto, en una estación de monitoreo sísmico, por la parte occidental del Volcán Cotopaxi.

En el análisis de las caídas de ceniza relacionadas con las explosiones del 14 de agosto, se calculó se depositó un volumen aproximado de 56,000 m3 de material volcánico.  Luego, en el periodo entre el 15 al 21 de agosto, se hizo otro análisis de las caídas de ceniza captadas por la red de cenizómetros del IGEPN y se calculó que 19,500 m3 fueron expulsados durante estos 6 días y su distribución fue mayormente al Nor-Noroccidente (Fig. 4).  En el próximo recorrido, el día viernes 28 de agosto, se recolectarán datos sobre la cantidad de ceniza acumulada en los últimos 7 días (22-28 de Agosto), en los que se ha observado un largo periodo de emisión.  

Informe Especial Cotopaxi No. 12

Fig. 4: Mapa preliminar del depósito de ceniza asociado a la actividad eruptiva del volcán Cotopaxi entre el 15 a 21 de agosto, 2015.  (Proyección WGS 84, coordenadas en UTM).

El día 26 de agosto miembros del IGEPN trataron de hacer medidas con un nuevo instrumento (MultiGas) para medir las concentraciones de otras especies de gases volcánicos desde un avión Twin Otter que fue gestionado por el Ministerio Coordinador de Seguridad.  No fue posible pasar más al occidente de la Cordillera Occidental ni interceptar la nube de gases para realizar las medidas con el instrumento mencionado.

Adicionalmente, el registro del gas SO2 con un aparato Móvil-DOAS, realizado desde un vehículo en una travesía entre Machachi hasta Lasso el 24 de Agosto, detectó un promedio de 18,000 toneladas/día.  Las mayores concentraciones fueron registradas en los páramos de Chasqui.  En este mismo día las mediciones realizadas por el satélite Aura/OMI dieron altos valores, mostrando claramente una columna con dirección al O-SO; luego el 26 se registró una reducción de los valores de SO2 (Fig. 5).

Informe Especial Cotopaxi No. 12

Fig. 5: Registro de la emision de SO2 del Volcán Cotopaxi, visto desde satélite, el 24 y 26 de Agosto.

Monitoreo Termal:
Los días 18 y 26 de agosto se efectuaron sobrevuelos al volcán con objeto de efectuar monitoreo termal del volcán usando una cámara infrarroja. Los resultados obtenidos indican que entre las dos fechas indicadas la temperatura de las columnas de emisión se incrementaron significativamente, llegándose a obtener valores de alrededor de 150° C en las imágenes tomadas el día 26 de agosto (Fig. 6), adicionalmente se verificó que las temperaturas (TMA= Temperatura Máxima Aparente) observadas en los diferentes sectores del volcán, son de valores más altos a los observados en las imágenes del 18 de agosto, como se detalla en la Tabla 1.

Informe Especial Cotopaxi No. 12

Fig. 6 Izquierda: imagen térmica del flanco S y SW del volcán en la que se indican temperaturas observadas (TMA). Derecha: imagen visual correspondiente con anotaciones (Foto: P. Ramón IG/EPN).

Informe Especial Cotopaxi No. 12

Tabla 1: Valores de temperatura medidas con la cámara térmica en diferentes zonas del volcán.

Dentro del monitoreo que hace el Instituto no se ha observado incandescencia en la parte superior del cono (Figura 7).

Informe Especial Cotopaxi No. 12

Fig. 7 Imagen tomada el 24 de agosto del volcán Cotopaxi desde la parte alta de Alaquez; no se observa incandescencia en la parte superior (P. Espin).

Sismicidad:
Desde el 13 de Agosto, cuando ocurrió un enjambre de sismos de fractura (tipos VTs) y LP´s, la red de sismógrafos ha estado registrando un creciente número de dichos eventos (Fig. 8). La magnitud más alta fue 3.4, la cual corresponde a un sismo ocurrido el 25 de agosto a las 04h30 UTC, y cuyo hipocentro se ubica en la parte alta del cono del Cotopaxi.  

Informe Especial Cotopaxi No. 12

Fig. 8: Localización de los eventos sísmicos entre el 14 y 27 de agosto, 2015.

En algunos casos estos eventos se detectan mientras el volcán está experimentando momentos con poco tremor.  Con la ocurrencia de unos de estos sismos se reinicia el tremor (Fig. 9a, b y c).  Este patrón puede asociarse a una serie de válvulas dentro del conducto, las cuales y cierren a cada cierto rato.  El sismo representa el empuje que ayuda a abrir la válvula y permite nuevamente el flujo del gas hacia la superficie.

Informe Especial Cotopaxi No. 12

Fig 9a: Sismograma del 25 de Agosto de la estación sísmica BNAS.  Se destaca la ocurrencia de un sismo de fractura a las 04H30 (flecha), que está seguido por tremor de pocos minutos de duración y luego un periodo de tranquilidad de una hora y cuarenta minutos. La traza del tremor empieza a las 06h55 UTC y continúa el resto del día.

Informe Especial Cotopaxi No. 12

Fig 9b y c: Sismogramas del 26 y 27 de Agosto, donde se observa la intensificación de la actividad interna del volcán el día 27 de Agosto.  Se ve que hay pulsos más energéticos y la continuación del tremor con amplitudes moderadas.


RESUMEN
Hay dos niveles principales de los sismos.  Están ubicados entre 3 y 7 km y entre 9 y 12 km de profundidad bajo el cráter (Fig. 8).  El registro sísmico ha presentado tremores de amplitudes moderadas luego de unos eventos sísmicos (tipos VTs y LPs), y que los días 25-27 de agosto, en particular, se tienen claros registros de los niveles de energía liberada (Fig. 9 y 10).  En el sobrevuelo del 26 de agosto se observaron temperaturas altas en la columna de emisión.  La salida de ceniza y gases es continua.  

Informe Especial Cotopaxi No. 12

Fig. 10: Gráfico que representa la liberación de energía sísmica, la misma que ha mantenido un nivel alto en los últimos 3 días.

PM,MR,PE,SV,PR
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional

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El Dr. Mario Ruiz, la Dra. Alexandra Alvarado y la Ing. Patricia Mothes asistieron a la reunión del COE Provincial, la cual tuvo lugar el día de hoy 25 de Agosto en el Colegio El Milenio, entre Latacunga y Lasso, y luego se traslado a San Agustin de Callo y Mulaló. La reunión se dio con miras a la preparación de las poblaciones cercanas al Volcán Cotopaxi, ante una eventual erupción.

Personal del IGEPN participó en la reunión del COE Provincial en Cotopaxi

Foto 1. El Dr. Mario Ruiz, director del IGEPN, se dirige a las distintas autoridades reunidas en el COE Provincial y al Presidente, Eco. Rafael Correa.

 

El Presidente, Econ. Rafael Correa, presidió la reunión y expuso sobre las acciones que está tomando el Gobierno Nacional con respecto a la seguridad de la población, a la preparación de albergues y rutas de evacuación y a la atención en el campo para los agricultores frente a la caída de ceniza, pues esto afecta a sus sembríos y a su ganado.

El Dr. Mario Ruiz, director del Instituto Geofísico, dio una intervención sobre la actividad del volcán Cotopaxi y habló sobre los recientes cambios que el volcán ha presentado.  Luego hubo un conversatorio en el cual otras autoridades como el gobernador de la provincia de Cotopaxi, Dr. Fernando Suarez,  los alcaldes de Sigchos, Latacunga, Pujilí y Salcedo expusieron sobre las acciones preventivas que están haciendo paa enfrentar una posible erupción.  La Secretaria de Gestión de Riesgos, Dra. María de Pilar Cornejo, el Msc. Pablo Morillo, el Ministro de Seguridad Interna, Cesar Navas, adicionalmente dieron explicaciones de su labores para enfrentar una eventual actividad eruptiva creciente.  

Personal del IGEPN participó en la reunión del COE Provincial en Cotopaxi

Foto 2. El Dr. Mario Ruiz junto a habitantes de la población de Mulaló.

 

Personal del IGEPN participó en la reunión del COE Provincial en Cotopaxi

Foto 3. La Dra. Alexandra Alvarado junto a habitantes de la población de Mulaló.

 

La gente de Mulaló tuvo la oportunidad de estudiar un mapa gigante de amenazas del volcán Cotopaxi, hecho en vinyl, para comprender donde está su casa en relación a los fenómenos volcánicos.

Personal del IGEPN participó en la reunión del COE Provincial en Cotopaxi

Foto 4. Habitantes de Mulaló revisando el mapa gigante de amenazas volcánicas del volcán Cotopaxi.

 

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Continúa la emisión de cenizas

24 de Agosto de 2015

El día de ayer, 23 de Agosto el volcán tuvo una emisión de cenizas continua con pocas pausas.  Este proceso empezó la noche del sábado, 22 de Agosto, a las 21h41.  En la figura 1a se observa la traza sísmica y la flecha que indica el súbito inicio del tremor sísmico que acompaña a esta emisión.  La caída de ceniza en la noche de 22 fue confirmada por los guardaparques en la entrada del Parque Nacional Cotopaxi.  Ayer, personal del IGEPN constató que se tenía alrededor de 2 mm de ceniza fina de color café claro acumulada en las últimas 18 horas.  En la Figura 1b se observa el sismograma de hoy día, y claramente se reconoce un aumento paulatino de la amplitud de la traza, implicando mayores niveles de energía sísmica y mayores niveles de perturbación interna en el volcán.  

Informe Especial Cotopaxi No. 11

Fig. 1a y 1b: Registro del sismograma del día 23 de agosto de la estación sísmica BNAS, donde se observa el principio a las 21h41TL (flecha) de una fuerte señal de tremor de emisión continua.  Anteriormente el volcán presentó con leves manifestaciones internas como externas por periodos de pocas horas.  1b: Sismograma de hoy día, 24 de agosto, hasta las 11h17TL.

 

Ayer en la tarde, se observaron emisiones de ceniza con forma de hongos pequeños que ascendían desde el cráter con moderada energía. En principio sus alturas no sobrepasaron 1 km sobre el nivel del cráter.  Luego de cada emisión, los penachos fueron desplazados al occidente por la fuerza de los vientos, sobrepasando los 2 km de alturas en algunos casos (Fig. 2a y b).

Informe Especial Cotopaxi No. 11

Fig. 2a y 2b: Fotos tomadas desde al lado norte del Volcán Cotopaxi a las 15h45TL. La dirección de la columna está hacia al occidente-suroccidente. Foto PMothes_IGEPN.

 

Durante la noche desde el sector alto de Alaquez se observaron estas emisiones de cenizas con dirección Sur Occidental (Fig. 3).

Informe Especial Cotopaxi No. 11

Figura 3. Foto tomada desde la parte alta de Alaquez del 23 de agosto del 2015 21h20 de la parte Sur Occidental del volcán, donde se observa una emisión constante de ceniza. Foto: P. Espín-IGEPN.

 

Durante la tarde de ayer y hasta la mañana de hoy, la imagen satelital de NOAA muestra que el rumbo de la columna está hacia el occidente-suroccidente, sobrepasando la zona costera (Fig. 4).

Informe Especial Cotopaxi No. 11

Fig. 4: Imagen satelital de la NOAA de las 08h15TL del 24 de Agosto.  La dirección de la columna de gases y cenizas está dirigida hacia el occidente-suroccidente.

 

La ceniza actualmente cubre una gran parte del valle norte de Latacunga y llega hasta el sur de los páramos de Romerillos (El Boliche) (Fig. 5a y 5b).

Informe Especial Cotopaxi No. 11

Fig. 5a: En páramos de Romerillos-vista hacia al oriente, la columna sale del cráter del volcán y se dirige al Sur-Occidente.

 

Informe Especial Cotopaxi No. 11

Fig. 5b: En la subida a Chasqui, se observe la columna desplazándose al occidente-suroccidente. Fotos-PMothes_IGEPN.

 


Resumen:
La continua emisión de gases volcánicos y cenizas sigue provocado una alta liberación de energía sísmica (Fig. 6).  En comparación con días anteriores (Flecha roja-Fig. 6), las alturas de las columnas eruptivas y sus alcances son mayores, esto sugiere la presencia de presiones más grandes en el interior del volcán.  Posiblemente esto esté relacionado con un ascenso de un volumen de magma.  

Informe Especial Cotopaxi No. 11

Fig. 6: Gráfico de la liberación de energía sísmica relativa.  La flecha roja represente el día 22 de agosto.  Los mayores valores corresponden al día de hoy, a las 11h00 TL.

 

Informe Especial Cotopaxi No. 11

Fig. 7: Vista al sur del volcán en erupción, desde la Ruta Viva.  Valle de los Chillos está en el fondo.

 

PM,PE,MR
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Incremento en la Tasa de Emisión de Cenizas

22 de Agosto de 2015

El día de hoy el volcán amaneció despejado y fue muy fácil apreciar que la columna de vapor y cenizas que salía del cráter fue más sostenida y alta comparada con los días anteriores.  En el registro sísmico se observa que a las 04h26, tiempo local, ocurrió un incremento en la amplitud de la señal sísmica, luego de 4.5 horas de tranquilidad (Fig.1).  

Incremento en la Tasa de Emisión de Cenizas

Fig. 1: Registro del sismograma del día de hoy de la estación sísmica BNAS, donde se observa el inicio a las 04h26TL (flecha) de una fuerte señal de tremor que acompaña a la emisión continua de ceniza.

 

Desde a las 04h26 se observó una emisión casi continua y con alturas que llegaron hasta alrededor de 2 km por encima de la cumbre del volcán.

Incremento en la Tasa de Emisión de Cenizas

Fig. 2: Foto tomado por la cámara de video del IG, a las 07H41TL. La columna de ceniza se dirige al nor-occidente.

 

Posteriormente, con el transcurso del día, se observó un mayor contenido de ceniza (Fig. 3); la emisión tomó un rumbo al occidente-suroccidente (Fig. 4).

Incremento en la Tasa de Emisión de Cenizas

Fig. 3: Imagen tomada a las 14h11TL, mostrando la deriva de la columna hacía al occidente-suroccidente.

 

Incremento en la Tasa de Emisión de Cenizas

Fig. 4: En este imagen satelital de NOAA se observa el rumbo de la columna de cenizas hacía al sur-occidente, a las 14h15TL.

 

Liberación de energía sísmica: La fuerte emisión de gases volcánicos y cenizas de estos últimos días ha provocado la mayor liberación de energía sísmica desde que empezó el proceso de reactivación del volcán Cotopaxi a mediados de Abril del presente año (Fig. 5), alcanzando una mayor energía que en el 14 de agosto donde ocurrieron cuatro explosiones y el inicio de la emisión de ceniza.  Las presiones internas supuestamente son mayores ahora, dado que en algunos momentos la columna de cenizas y gases ascendió hasta más de 2 km de altura y que la emisión este día ha presentado una mayor continuidad.  Esto obedecería a que las perturbaciones dentro del volcán causadas por el cuerpo magmático, están afectando todo el sistema de alimentación.  Desde el jueves en la noche hasta el momento, la red sísmica del IGEPN ha registrado un mayor número de sismos con magnitudes importantes, los mismos que reflejan las presiones internas causadas por el empuje de magma.

Incremento en la Tasa de Emisión de Cenizas

 

 

PM/MR
16H00
22Ag_2015

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Analisis de la actividad del volcán Cotopaxi y propuesta de escenarios

21 de Agosto de 2015

Después de las 4 explosiones registradas el día 14 de Agosto del presente en el volcán Cotopaxi por la red instrumental del Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional y reportado en los Informes especiales No. 6, 7 y 8, se han presentado varios episodios de emisiones de cenizas, gases, vapor y una pequeña explosión a las 07H04TL del 20 de agosto del 2015.  Muchas de estas emisiones  han sido vistas desde las poblaciones aledañas y desde el DMQ.  En general, la zona de afectación por la caída de cenizas ha sido de menor grado y alcance que la registrada durante el 14 de Agosto. Actualmente se destaca la presencia de cenizas en los flancos del volcán y se puede notar que estas cubren el glaciar en la parte occidental y sus flancos inferiores (Fig. 1).  

Informe Especial Volcán Cotopaxi N°9 - 2015

Fig. 1a: Foto tomada desde Lasso en horas de la tarde, martes 18 de agosto 2015, por P. Mothes.

 

Informe Especial Volcán Cotopaxi N°9 - 2015

Fig. 1b: Foto tomada el 20 de agosto a las 07h40TL, desde sector Puente 2, Autopista General Ruminahui, por Camilo Zapata.

 

Sismicidad: Este parámetro está caracterizada por el registro de movimiento de fluidos dentro del cono volcánico (sismos tipo LP y VLPs)  y algunos sismos de carácter de fractura (tipos VTs), ubicados entre 1 a 4 km bajo la cumbre del volcán.  Ambos tipos son comunes en volcanes con perturbaciones internas causadas por empujes de magma ascendente.  Sin embargo, los tremores de emisión con baja amplitud han sido de mayor recurrencia durante los últimos días y están ligados con la emisión casi continua de gases y cenizas (Fig. 2a, 2b, 2c y 2d).

Informe Especial Volcán Cotopaxi N°9 - 2015

Fig. 2a, 2b, 2c y 2d: En a y b--registro de los sismos VT´s, LPs y tremor de emisión.  En c: Ubicación y frecuencias de algunas de los VLPs.  En d: la localización de los eventos sísmicos.

 

Gases: Ligada con la actividad eruptiva y emisiva, ha sido registrada una alta concentración del gas dióxido de azufre (SO2) emanando del cráter.  Desde el pico de 16,700 toneladas/día registrados el 15 de Agosto, los valores han bajado hasta 6500 T/día el 18 del presente.  Esta disminución ha sido gradual (Fig. 3a, 3b y 3c).

Informe Especial Volcán Cotopaxi N°9 - 2015

Fig 3a y 3b: Registro de los valores de SO2 emanando del volcán Cotopaxi.

 

Informe Especial Volcán Cotopaxi N°9 - 2015

Fig 3c: Registro del área donde fue detectado el gas SO2 por el satélite OMI de 14 de agosto del 2015. El color rojo indica mayores concentraciones.

 

Deformación de los Flancos: Hasta el momento ninguno de los 11 equipos instalados en el volcán para detectar posibles deformaciones de los flancos, ha mostrado un patrón contundente o acelerado que indique un ingreso de un volumen de magma considerable en las partes basales del cono volcánico.  Además, medidas de INSAR tomadas por un satélite y procesadas hasta el 11 de Agosto, tampoco han mostrado cambios determinantes (Fig. 4).

Informe Especial Volcán Cotopaxi N°9 - 2015

Fig. 4: Gráfico de los datos de las estaciones GPS ubicadas en los flancos del Volcán Cotopaxi.

 

Medidas Térmicas: En un vuelo efectuado el 18 de Agosto, se pudo tomar imágenes de las partes altas de volcán, incluyendo Yanasacha, bordes exterior del cráter y fumarolas en la parte alta occidental. Las temperaturas han variado poco en relación a otras medidas efectuadas en años anteriores (Fig. 5a y 5b).

Informe Especial Volcán Cotopaxi N°9 - 2015

Fig 5a y 5b: Foto en la que se observa en color gris oscuro el glaciar cubierto por ceniza en los flancos NW, W y SW (Foto: P. Ramón IG/EPN); y temperaturas registradas por la cámara térmica.

 

Observaciones Visuales y Caídas de Cenizas: Se destaca la presencia constante de emisiones semi-continuas de vapor, gases y cenizas.  Cuando las emisiones se elevan desde el cráter, generalmente no han superado una elevación mayor de 500 metros sobre este antes que bajen bruscamente por el flanco noroccidental y occidental del volcán.  El efecto de los vientos fuertes ha sido importante para dirigir las columnas en esta manera.  Las cenizas han llegado hasta Quito (una película acumulada) y en el sur hasta Lasso, pero en menor grado de espesor que fue registrado por las explosiones del 14 de agosto (Fig. 6).  El tamaño de grano de las cenizas es sub milimétrica.  La ceniza está compuesta por gránulos de roca y cristales de minerales, típicas de un volcán andesítico, como es el Cotopaxi.  Al parecer, bajo observación en microscopio binocular, todos los fragmentos en la ceniza son preexistentes, algunas alteradas y no se presentan partículas de magma nuevo juvenil en el sistema, pero sobre todo son el resultado de la limpieza del conducto volcánico durante las explosiones.

Informe Especial Volcán Cotopaxi N°9 - 2015

Figura 6: Mapa preliminar del depósito de caída de ceniza asociado a la actividad eruptiva del volcán Cotopaxi del 14 de agosto de 2015 (proyección WGS 84, coordenadas en UTM).

 

Resumen:  La casi continua tendencia a la disminución de los números de sismos y en los valores de la energía sísmica liberada (Fig. 7), así como, las bajas temperaturas de las fumarolas cerca de la cumbre, la falta de un patrón de deformación y el continuo descenso de los valores registrados del gas SO2, sugieren que han disminuido temporalmente las presiones internas en el volcán y por esta razón estas presiones no han sido suficientes para generar las explosiones similares a las del viernes pasado, y que por ahora quedan remanentes (bolsones) de gas que permitan la emanación de los gases con contenidos variables de ceniza.

Informe Especial Volcán Cotopaxi N°9 - 2015

Figura 7: Liberación sísmica relativa del Volcán Cotopaxi desde los principios del 2015.  Se observa cómo han  cambiado los niveles, desde abril del presente, correlacionándose con el incremento de la actividad interna como externa.

 

ESCENARIOS PLANTEADOS:
Con las observaciones planteadas, se presentan 2 escenarios básicos con sus posibles alternativas:

1) No hay más alimentación de magma desde la cámara magmática hacia el reservorio:

1a) La presión se va liberando de manera paulatina a través de emisiones de ceniza, como las que hemos estado experimentando desde el viernes 14 de agosto. En tal sentido, se vería un descenso paulatino de las emisiones las que finalmente desaparecen, este comportamiento podría durar desde semanas hasta meses. La erupción termina siendo VEI 1.

1b) El conducto se cierra por un tiempo prolongado y la presión de gases se vuelve a acumular. Las emisiones acompañan a aperturas del conducto durante días hasta que el conducto se vuelve a cerrar y se repite el ciclo. Se dan varios ciclos explosión-emisión-sellado durante los siguientes meses hasta que cesan. La erupción termina siendo VEI 1.


2) Se producen nuevos ascensos de volúmenes de magma desde la cámara magmática hacia el reservorio:

2a) Llegan lentamente varios pulsos de nuevo magma al reservorio, espaciados entre sí por un tiempo de varias semanas o meses. En este caso, cualquiera de los escenarios 1a y 1b se materializan varias veces con lo que el presente proceso eruptivo se prolonga por hasta meses (tipo Tungurahua). Los espesores de ceniza acumulados son importantes en las direcciones predominantes del viento. La erupción termina siendo una VEI 2-3.

2b) Los pulsos de magma que ascienden tienen volúmenes mayores a una mayor velocidad de ascenso. Esto hace que las altas presiones producidas abran violentamente el conducto volcánico y se produzcan erupciones paroxismales de VEI 3-4 (tipo junio, 1877) con la generación de flujos piroclásticos en todos los flancos dado el carácter central del cráter, con predominancia hacia la dirección del viento. Los flujos piroclásticos en su contacto con el glaciar disparan lahares que bajan por uno o todos los tres drenajes que nacen en el volcán.  Estos lahares (flujos de escombros) viajan decenas o cientos de kilómetros por los valles de los ríos y producen depósitos de decenas de metros de altura. A las erupciones paroxísmicas, siguen otras menores que van decayendo en intensidad hasta que cesan luego de varios meses o años. Dependiendo del tamaño de los episodios eruptivos se producen o no más lahares aunque de volúmenes y caudales mucho menores que el evento principal. El tamaño final de la erupción es un VEI 4.


PM/HY/DA/SA/MR
04H00
21Ag_2015
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