Actualización del estado del volcán Cotopaxi

Resumen
Desde el 21 de octubre del 2022, las estaciones instaladas en los flancos del volcán Cotopaxi registraron el inicio de un nuevo periodo eruptivo. Desde entonces se han registrado emisiones de ceniza, la mayoría de ellas son de baja altura (<1 km snc) y de bajo contenido de ceniza y provocan caída de ceniza en las inmediaciones del Parque Nacional Cotopaxi (PNC), y las poblaciones ubicadas al WSW del volcán. Dentro de este periodo también se ha tenido emisiones de ceniza más intensas y más duraderas, que han provocado caída de ceniza en zonas más pobladas más distantes, especialmente en los cantones Quito, Mejía, Rumiñahui y Latacunga (26 de noviembre, 20 de diciembre 2022, 18 de enero, 2-3 de febrero y 14 de febrero 2023). Los parámetros de sismicidad y deformación se mantienen en niveles moderados, pero con una tendencia ligeramente ascendente; mientras que la desgasificación fue intensa hasta enero 2023, pero ha descendido levemente desde febrero.

Esta reactivación volcánica tiene un origen magmático evidenciado por las grandes cantidades de dióxido de azufre emitido a la atmósfera y por el porcentaje alto de componente juvenil en la ceniza recolectada. Las emisiones de ceniza son cada vez más frecuentes, pero hasta el momento no han llegado a los niveles más intensos observados durante la erupción de agosto-noviembre 2015.

La evolución de esta actividad a mediano plazo es incierta, debido a la naturaleza misma de los fenómenos volcánicos. Sin embargo, a corto plazo (días a semanas) el escenario más probable es que las emisiones de ceniza se repitan y/o se intensifiquen sin mostrar mayores signos precursores. En este sentido es importante mantener activo el sistema de vigilancia y continuar con las tareas de prevención y mitigación relacionadas con los escenarios eruptivos del volcán Cotopaxi.

Emisión de gases y ceniza del volcán Cotopaxi. La fotografía fue tomada desde el sur durante el sobrevuelo provisto por las Fuerzas Armadas del día 02 de febrero de 2023 (Foto: M. Almeida).

Anexo técnico-científico

Sismicidad
Desde el mes de octubre 2022 hasta la fecha, la sismicidad muestra un incremento paulatino en el número de eventos diarios (LP, VT y VLP) y en la energía liberada (Figura 1). La mayor parte de la energía se manifiesta en forma de tremor el cual está asociado a la emisión continua de ceniza. Pese a que los valores se han ido incrementando en el tiempo, estos son bajos en comparación a la actividad más energética registrado durante el proceso eruptivo del Cotopaxi en 2015.

El martes 14 de febrero de 2023 se alcanzó los valores máximos de energía sísmica, que a nivel superficial se manifestó como emisión de ceniza de carga leve a moderada y que provocó caída de ceniza en las poblaciones más cercanas al volcán en el cantón Latacunga

Figura 1. Amplitud sísmica medido en cuentas registrado por la estación BREF. Nótese que la energía liberada se ha ido incrementando paulatinamente desde octubre 2022 hasta el presente.

Además, los eventos sísmicos localizados al interior del volcán muestran magnitudes cada vez más grandes. La serie de tiempo del promedio de dichas magnitudes se presenta en la Figura 2. Los datos más recientes (puntos azules) en la parte derecha muestran cambios significativos respecto a datos pasados (puntos rojos). Esta serie verifica que desde octubre 21 se tiene un incremento progresivo en la intensidad de tales eventos.

Figura 2. Serie de tiempo de la magnitud media de eventos localizados. Los cambios son significativos (con error menor al 5%) entre muestras azules y rojas (muestras de 30 eventos).

Deformación
Los procesos internos del volcán, como el ingreso de nuevo magma al sistema, producen el aumento de las presiones y esfuerzos al interior del edificio volcánico. Estos fenómenos se manifiestan a nivel superficial con la deformación del suelo, presentando desplazamientos, que son detectables únicamente por medio de instrumentos de alta precisión.

Para el volcán Cotopaxi, el IG-EPN realiza constantemente el procesamiento de datos de posicionamiento gracias a los instrumentos cGPS (Sistemas de Posicionamiento Global Continuos) y a los inclinómetros de alta precisión instalados en el volcán. Adicionalmente, se realiza el análisis de desplazamientos por medio de imágenes de radar satelital, procesadas con el método InSAR (Interferometría de Radar de Apertura Sintética).

La Figura 3 corresponde a un mapa de velocidades, obtenido por InSAR, en base a una compilación de imágenes de la misión Sentinel-1 de la Agencia Espacial Europea (ESA), adquiridas entre marzo de 2022 y febrero de 2023. Como resultado, en el lado occidental del volcán (elipse de color rojo en el mapa) se observan áreas representadas en colores entre naranja – rojo, indicando desplazamientos positivos con respecto a la Línea de Observación del Satélite (LOS). Este patrón se interpreta como deformación o inflación en el flanco occidental del volcán, y ha sido detectado levemente desde agosto del año anterior y se mantiene hasta la actualidad.

Figura 3. Mapa de velocidades obtenido por el método InSAR, en base a imágenes Sentinel-1 de órbita ascendente en el volcán Cotopaxi, entre marzo 2022 y febrero 2023. Las velocidades registradas se representan de acuerdo a la escala de colores que se presenta en la parte inferior derecha del mapa.

De forma similar, los datos de posicionamiento (cGPS) demuestran que se continúa registrando desplazamientos entre las bases de monitoreo (instrumentos instalados en el volcán). Estos desplazamientos forman un patrón de inflación que se inició entre julio y agosto del año anterior y que se mantiene hasta el presente.

Figura 4. Serie temporal de las posiciones relativas entre las bases cGPS del volcán Cotopaxi VC1G y MORU, ubicadas en los flancos nororiental y suroccidental, respectivamente. Cada circunferencia en color azul representa un promedio de 4 días de las posiciones relativas entre las bases. El periodo resaltado en color rojo destaca la inflación registrada durante el periodo eruptivo del año 2015. La línea segmentada en color rojo señala las explosiones del 14 de agosto de ese mismo año. Finalmente, la zona remarcada en color amarillo resalta el patrón de inflación que se viene registrando en los cGPS desde el segundo semestre del 2022 hasta febrero de 2023.

En conclusión, la deformación observada por métodos geodésicos indica que a partir del año anterior el sistema volcánico fue perturbado por el ingreso de magma. Este ingreso presenta una velocidad de baja magnitud de 8 mm/año observado por los cGPS y de 15 mm/año en la zona de mayor deformación de acuerdo con InSAR; manteniéndose estable y sin presentar hasta el momento señales de aceleración.

Nubes y caídas de cenizas
El número de emisiones de ceniza del volcán Cotopaxi se ha incrementado significativamente, especialmente para los meses de diciembre y enero (Figura 5). Mientras que en octubre se registró apenas una emisión de ceniza y en la última semana de noviembre se registraron 5, durante los meses de diciembre y enero el número de emisiones de ceniza se incrementó hasta 27 y 38, respectivamente. Como consecuencia, la tasa de emisiones de ceniza del volcán Cotopaxi sobrepasó una emisión por día durante el mes de enero. En lo que va del mes de febrero, se han registrado 13 emisiones de ceniza en 13 días, indicando un promedio de una emisión de ceniza al día. En total, desde octubre 2022 se han registrado 84 emisiones de ceniza en el volcán Cotopaxi. Sin embargo, solo tres de ellas han sido lo suficientemente grandes como para causar afectación leve en las provincias de Pichincha y Cotopaxi.

Figura 5. Número de emisiones de ceniza en el volcán Cotopaxi desde octubre del 2022. El eje izquierdo marca el total de emisiones registradas cada mes (barras grises), mientras que el derecho indica la tasa diaria (línea negra, número de emisiones del mes dividido por el número de días). Para el mes de febrero se tomaron en cuenta las emisiones registradas hasta el 13 de febrero.

En paralelo, el Centro de Avisos de Cenizas Volcánicas de Washington (W-VAAC por sus siglas en inglés) ha reportado 105 nubes de ceniza desde el 21 de octubre de 2022. Los mayores alcances fueron observados para las nubes de ceniza asociadas a la actividad del 26 de noviembre, 20 de diciembre, 26 y 30 de enero, y 10 de febrero con más de 100 km de distancia desde el volcán. Por otro lado, las alturas máximas de las nubes de ceniza (> 1.5 km sobre el cráter) fueron registradas los días 26 de noviembre, 13, 17, 19 y 30 de enero, y 1 de febrero. Debido a esta actividad se reportó caída de ceniza desde varios sectores de los cantones Latacunga, Mejía, Rumiñahui y Quito (Figura 6).

Figura 6. Proyección de las alertas W-VAAC registradas desde el 23 de noviembre 2022 hasta el 13 de febrero de 2023 con los reportes de caída de ceniza recibidos en este periodo a través del grupo de vigías del volcán Cotopaxi, el Parque Nacional Cotopaxi y de los informes de la Secretaría de Gestión de Riesgos (figuras negras). Como se observa por los colores, la mayoría de las alertas se han dado desde finales de diciembre (colores amarillos a rojizos). Además, se observa la variabilidad de la dirección de los vientos para este periodo de tiempo, dándose una distribución radial de la ceniza.

La ceniza de estas caídas fue muestreada y el material recolectado preparado para su correspondiente análisis de laboratorio. En la Figura 7 se indica la evolución de los porcentajes de los componentes que conforman la ceniza del 21 de octubre, 26 de noviembre, 20 de diciembre y 19 de enero. Los resultados muestran un continuo incremento en el aporte del material juvenil (material asociado al magma que está generando la actividad volcánica en superficie).

Figura 7. Evolución del contenido de material juvenil (material derivado del magma en erupción) en negro y accidental (material volcánico viejo) en rojo observado en las fracciones de 0.125 mm de las muestras de ceniza recolectadas mensualmente. En la parte inferior se indican unos ejemplos de material juvenil (café, negro a gris brilloso) y material accidental (opaco, oxidado).

Termografía
Durante el último sobrevuelo realizado el 2 de febrero de 2023 se obtuvieron nuevas secuencias termales del volcán. Las temperaturas obtenidas en la columna de ceniza son las más altas (52 °C) detectadas desde el inicio de la erupción el 21 de octubre de 2022. No se observaron anomalías en las grietas del glaciar, y los campos fumarólicos no han cambiado su temperatura habitual (aprox. 30 °C).

Figura 8. Izquierda: fotografía de rango visible desde el flanco sur del volcán Cotopaxi. Derecha: Imagen térmica correspondiente donde se puede observar en colores amarillos las zonas con mayor temperatura.

Desgasificación y medidas de dióxido de azufre (SO₂)
Desde octubre 2022 se observa un incremento progresivo en los valores de flujo de SO₂ diario obtenidos gracias a la red de instrumentos DOAS, los mismos que se intensificaron en diciembre (Figura 9) y disminuyen levemente desde enero 2023. Los valores altos de flujo de SO₂ y números de medidas válidas registrados desde octubre 2022 son similares a los registrados durante la erupción de 2015. Estos valores altos también son detectados por el sensor satelital TROPOMI (Sentinel-5SP). En el panel intermedio de la Figura 9 se muestra las emisiones de SO₂ medidas en la atmósfera alrededor del Cotopaxi por este instrumento satelital. Desde octubre se registra este gas en la atmósfera llegando a valores altos desde finales de noviembre hasta mediados de enero, posteriormente los valores se reducen (hasta 14 de febrero; Figura 10). Al comparar los datos de gases con las alturas máximas de las columnas de emisión se constata que la red DOAS tiene mejor detección para las columnas de menor altura, mientras que el satélite observa mejor las emisiones de SO₂ asociado a columnas más altas.

La Figura 9 también presenta el registro de las observaciones de brillo en el cráter y de anomalías termales gracias a imágenes satelitales y las cámaras visuales del IG-EPN. Estas no se han presentado desde el mes de febrero, posiblemente debido a las condiciones de nubosidad alrededor del cráter del volcán.

Figura 9. Superior: Altura de las emisiones de gas, en azul, y de ceniza, en rojo, del volcán Cotopaxi, observadas gracias a la red de cámaras visuales instaladas alrededor del volcán. Registro de brillo y anomalías termales en el cráter.

Intermedio: Masa de SO₂ registrada por el instrumento satelital TROPOMI (fuente MOUNTS). Inferior: Máximo flujo de dióxido de azufre (SO₂) diario registrado en las 4 estaciones del volcán Cotopaxi (Refugio Norte, Refugio Sur, Cami y San Joaquín). Actualizado hasta el 8 de febrero 2023.

Las imágenes de TROPOMI permiten generar un mapa de la distribución promedio de SO₂ en la atmósfera. Se ha realizado una superposición de las imágenes para un periodo mensual. En la Figura 10 se observa un incremento progresivo de la cantidad de SO₂ emitido por el volcán Cotopaxi hasta diciembre 2022 y una ligera disminución durante el mes de enero y febrero 2023 (no en la imagen). Además, se observa la emisión de SO2 para los volcanes Reventador y Sangay que también se encuentran en erupción.

Figura 10. Masa de SO₂ presente en la atmósfera sobre los volcanes Cotopaxi, Sangay y Reventador. Las imágenes representan la emisión promedio mensual (Base Google Engine Code Editor, Script: C. Laverde-SGC).

La medición de especies gaseosas mayoritarias con el equipo MultiGAS han mostrado un cambio en la tendencia de las razones (CO₂/SO₂ y SO₂ /H₂S). Dicho cambio responde a una inyección de nuevo magma, más rico en CO₂ y SO₂ en el conducto del volcán (Figura 11). Este parámetro se conjuga con la observación de mayor porcentaje de material juvenil en las muestras de ceniza, así como el aumento de la temperatura de la columna de emisión. Las especies gaseosas mayoritarias medidas por este instrumento son: agua - H₂O, dióxido de carbono - CO₂, dióxido de azufre - SO₂ y ácido sulfhídrico - H₂S.

Figura 11. Fotografía de la columna de gas medida durante el sobrevuelo del 2 de febrero de 2023, en el recuadro se puede observar los picos de los gases volcánicos (SO₂, H₂S) detectados, a partir de los cuales se obtienen las diferentes razones: CO₂/SO₂ y SO₂ /H₂S.

Interpretación de datos

En base a la información disponible, se concluye que el volcán Cotopaxi tiene una actividad eruptiva de nivel moderado. El análisis conjunto de los diferentes parámetros de vigilancia muestra que la actividad reciente del Cotopaxi está provocada por la presencia de magma en el conducto volcánico.

Los datos de vigilancia indican un incremento paulatino de la actividad superficial e interna. La superficial se caracteriza por la emisión de columnas de gases y ceniza alcanzando hasta un máximo de 3000 metros sobre el nivel de la cumbre (msnc). Los gases magmáticos, especialmente el SO₂ son abundantes en la pluma volcánica. A nivel interno, la sismicidad sigue dominada por sismos de tipo LP y VLP y episodios de tremor cada vez más energéticos; mientras que la deformación muestra una leve tendencia inflacionaria detectable en los flancos del volcán asociado al ascenso de magma nuevo reconocible en las partículas de ceniza.

Pronósticos a corto plazo de la actividad del volcán Cotopaxi
(Actualización 15/02/2023)

Nota de descargo: Los pronósticos a corto plazo se definen en función de la evolución de la actividad reciente del volcán Cotopaxi y presentan los principales fenómenos susceptibles de producirse. El grupo técnico-científico del Instituto Geofísico de la EPN actualiza periódicamente estos pronósticos para un periodo de días a semanas. En el caso de un proceso aproximadamente estacionario, no habrá cambios en los pronósticos. Los pronósticos están sujetos a cambios rápidos si se detectan anomalías en los parámetros de vigilancia volcánica. Los fenómenos naturales como las erupciones volcánicas son impredecibles en cuanto a su magnitud y evolución, por lo que los pronósticos son sólo una guía para la toma de decisiones por parte de las autoridades y del público. Los pronósticos pueden diferir de los escenarios de los mapas de amenaza volcánica en función de las condiciones actuales. El orden de los pronósticos no está basado en cálculos sino en función de las conclusiones de la evaluación de la actividad reciente del volcán.

Pronósticos a corto plazo de la actividad del volcán Cotopaxi

1. Más probable: se mantiene el nivel de actividad moderado con columnas eruptivas <4 km sobre el cráter y caídas de ceniza a nivel cantonal (principalmente Latacunga y Mejía), dependiendo de la dirección y velocidad del viento. Lahares secundarios pequeños a moderados pueden formarse por la removilización de la ceniza recién depositada debido a fuertes lluvias o derretimiento de nieve en las zonas altas del volcán. Escenario referencial en los mapas de amenazas volcánicas del Cotopaxi: escenario 1 (índice de explosividad volcánica VEI1-2); actividad histórica similar: 2015.
2. Menos probable: aumento gradual de la actividad a un nivel alto con columnas eruptivas de altura entre 4-8 km sobre el cráter y caídas de ceniza a nivel provincial (principalmente Cotopaxi, Pichincha y Napo), posibles explosiones y lahares secundarios en las inmediaciones del Parque Nacional Cotopaxi. Escenario referencial en los mapas de amenazas volcánicas del Cotopaxi: escenario 2 (índice de explosividad volcánica VEI2-3); actividad histórica similar: 1853-1854.
3. Muy poco probable: aumento rápido y significativo de la actividad interna y superficial del volcán con columnas eruptivas altas (>8 km sobre el cráter) y caídas de ceniza a nivel nacional, flujos piroclásticos y lahares primarios procedentes del derretimiento parcial del glaciar. Escenarios referenciales en los mapas de amenazas volcánicas del Cotopaxi: escenarios 3 y 4 (índice de explosividad volcánica VEI≥3); actividad histórica similar: 1877.

Elaborado por:

Francisco J. Vásconez, Marco Almeida, Anais Vásconez, Marco Yépez, Pablo Palacios, Benjamin Bernard, Silvana Hidalgo.
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional

El Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional (IG-EPN), es la entidad oficial a cargo del monitoreo de fenómenos sísmicos y volcánicos en nuestro país, y en el 2023 cumple 40 años desarrollando esta tarea con constancia y profesionalismo. Desde mediados de octubre del año pasado el volcán Cotopaxi experimenta un nuevo proceso eruptivo, que si bien por ahora se ha mantenido en baja magnitud, ha provocado algunas caídas de ceniza que alcanzaron incluso a la parte sur de la ciudad de Quito.

Este nuevo proceso eruptivo ha generado mucha incertidumbre y dudas entre la población. El IG-EPN, fiel a su misión, se siente comprometido en informar y dar a conocer a la ciudadanía qué está pasando con el volcán. Es por esto que, a partir del viernes 03 de febrero de 2023, y gracias a la organización y apoyo logístico de la Gobernación de Cotopaxi, se inició un ciclo de charlas semanales dirigidas a la población (Figura 1). Las charlas en principio empezaron en el auditorio de la ESPE, pero se espera que se vuelvan itinerantes, llegando a los barrios y caseríos aledaños al volcán.

Figura 1.- El Dr. Pablo Palacios, del área de Sismología del IG-EPN, habla sobre el estado actual del volcán Cotopaxi. (Fotos: D. Sierra)

El objetivo de las charlas es mantener a la población informada sobre la actividad del volcán Cotopaxi, pero a su vez visibilizar los esfuerzos del IG-EPN en las tareas de vigilancia volcánica. Este esfuerzo busca crear un acercamiento con la comunidad para solventar las dudas de la gente sobre el proceso eruptivo en curso.

Figura 2.- Cartel Informativo sobre la Inauguración del Ciclo de Charlas en el Auditorio de la ESPE (Póster: DRI/EPN)

El evento inaugural contó con la intervención del Dr. Pablo Palacios, del área de Sismología del IG-EPN, quien habló del estado actual del volcán. La Charla Plenaria la impartió la MSc. Patricia Mothes, quien habló de la historia eruptiva del volcán Cotopaxi. Finalmente, se procedió a un conversatorio abierto donde los expertos pudieron responder las dudas de la ciudadanía.

Figura 3.- La MSc. Patricia Mothes, Jefa del Área de Vulcanología del IGEPN, hace una ponencia sobre la actividad histórica del volcán Cotopaxi y habla con los principales medios de prensa de Latacunga y el país. (Fotos: D. Sierra)

El ciclo de charlas contó con la presencia del Gobernador de Cotopaxi, Miembros de las Fuerzas Armadas, Secretaría de Gestión de Riesgo, Bomberos y otros distinguidos participantes cuya presencia dio realce al evento.

Figura 4.- El Dr. Daniel Sierra, del Área de Vulcanología del IG-EPN, responde las dudas de los asistentes al evento. (Fotos: Gobernación de Cotopaxi / P. Mothes / IG-EPN)

Para quienes no pudieron asistir al evento, pueden verlo en el siguiente enlace: https://fb.watch/iwXbyWZF8b/

D. Sierra, P. Palacios, P Mothes
Corrector de Estilo: G. Pino
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional

Gracias a la coordinación interinstitucional entre la Presidencia de la República del Ecuador, el Ministerio de Defensa, la Secretaría de Gestión de Riesgos, la Gobernación de Cotopaxi y del Ala de Transporte Nro. 11 de la Fuerza Aérea Ecuatoriana, el personal técnico del Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional (IG-EPN) efectuó dos sobrevuelos de vigilancia al volcán Cotopaxi, los días 20 y 26 de enero de 2023.

Figura 1. Tripulación del sobrevuelo del 20 de enero de 2023 y la aeronave Twin Otter FAE-452 comandada por el Cap. Fernando Calvache del Escuadrón de Transporte Liviano Nro. 1113 - Tucanes de la FAE (Cortesía Fuerza Aérea Ecuatoriana).

OBSERVACIONES VISUALES
Una vez en el volcán, durante los dos sobrevuelos se pudo constatar la emisión de columnas de gas volcánico. Particularmente durante el sobrevuelo del 20 de enero no se apreció emisiones de ceniza, sin embargo, durante el sobrevuelo del 26, las columnas de gas venían esporádicamente acompañadas de contenidos leves a moderados de ceniza, misma que se depositaba sobre el flanco sur del volcán, en función de la dirección del viento.

La temperatura ambiente a la que se efectuaron los sobrevuelos fue de entre -13° y -10° C, con humedad relativa variable entre 50 % y 75 %.

Figura 2. Columna de emisión de ceniza con carga leve a moderada. Vista desde el flanco suroriental del volcán (Foto: M. Almeida, IG-EPN).

IMÁGENES TÉRMICAS
Las imágenes térmicas obtenidas no han mostrado mayores cambios con respecto a los vuelos precedentes. Las temperaturas máximas aparentes no son mayores a 30° C. Estas temperaturas son relativamente bajas dentro de la actividad actual. Lamentablemente, las continuas emisiones de gas volcánico y ceniza impiden que la radiación llegue a la cámara térmica, limitando las mediciones directas del interior del cráter. (Fig. 3). No se han evidenciado anomalías termales en las grietas de los glaciares circundantes.

Figura 3. Fotografía del cráter del volcán Cotopaxi visto desde el suroccidente (izquierda) e imagen térmica correspondiente (derecha). La imagen térmica muestra temperaturas que no superan los 30° C en las zonas más calientes (zonas en color amarillo; Foto: A. Herrera. Imagen Térmica: M. Almeida, IG-EPN).

MEDICIÓN DE GASES
Las mediciones de gas se realizaron usando un equipo MultiGAS. Este equipo es capaz de medir concentraciones de 4 diferentes tipos de especies gaseosas (Agua: H2O, Dióxido de carbono: CO2, Dióxido de azufre: SO2 y Ácido sulfhídrico: H2S). Durante los dos sobrevuelos (20 y 26 de enero), se realizaron varios cortes a la pluma de gas (Fig. 4), en los cuales se pudo medir todas las especies gaseosas entre los 100 y 700 metros de altura tomando como referencia el cráter del volcán. Las razones CO2/SO2 se han incrementado ligeramente, sin embargo, la razón SO2/H2S ha mostrado un descenso desde su última medición el 19 de diciembre de 2022, hasta las dos últimas mediciones realizadas durante estos dos últimos sobrevuelos.

Estos valores siguen mostrando un origen magmático para los gases emitidos por el volcán Cotopaxi.

Figura 4. Vista del flanco suroriental del volcán desde los 6600 m de altura sobre el nivel del mar. En el recuadro se puede observar los picos generados por los gases presentes en la pluma de emisión (Foto: M. Almeida – IG EPN).

En conclusión, la actividad del volcán sigue siendo catalogada como: Superficial Moderada con tendencia ascendente e Interna Moderada con tendencia ascendente.

M. Almeida, S. Hidalgo
Corrector de Estilo: G. Pino
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional

El día 27 de enero de 2023, en las Instalaciones del GADMIC del cantón Pujilí, se llevó a cabo un evento informativo gracias a la invitación y coordinación del Municipio de Pujilí.

Los temas tratados fueron: la actividad volcánica en el Ecuador desde 2015 hasta la actualidad.

Figura 1.- Fis. Santiago Aguaiza (Área de Vulcanología del IG-EPN) habla sobre la actividad del volcán Cotopaxi (Foto: G. Viracucha IG-EPN).

Durante el evento, el Fis. Santiago Aguaiza y el Ing. Guillermo Viracucha (de las áreas de Vulcanología y del Centro Terras del IG-EPN) compartieron con los asistentes información sobre el monitoreo en tiempo real del volcán Cotopaxi, con las diferentes técnicas de monitoreo como son: red de estaciones sísmicas, cámaras de rango normal y térmicas. Por otro lado, se complementó con información de los últimos eventos eruptivos que han ocurrido en el Ecuador, haciendo un énfasis en la erupción actual por la que está atravesando el volcán Cotopaxi.

Figura 2.- Técnicos del IG-EPN que aportaron en la charla sobre el volcán Cotopaxi (Foto: Diario La Gaceta - Latacunga).

El Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional (IG-EPN) extiende un agradecimiento al GADMIC de Pujilí por la invitación realizada, la cual permitió compartir la información a la población y a los funcionarios del GAD.

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/.

S. Aguaiza
Corrector de Estilo: G. Pino
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional

El día 23 de enero de 2023, en las instalaciones del ECU-911 en Quito, se llevó a cabo un evento informativo sobre la actividad del volcán Cotopaxi. El evento fue organizado por la Embajada Británica en Quito, y enfocado principalmente a los residentes de este país en Ecuador.

Figura 1.- La Dra. Silvana Hidalgo (Área de Vulcanología del IG-EPN) habla sobre el estado actual del volcán. (Fotos: Verónica Ruiz, Embajada Británica).

Durante el evento la Dra. Silvana Hidalgo, del Área de Vulcanología del IG-EPN, dio una charla sobre el estado actual del volcán (Figura 1). El Cotopaxi atravesó un periodo eruptivo que se extendió desde agosto a noviembre del 2015 y tras unos años de relativa calma ha retomado su actividad, empezando desde mediados de octubre de 2022. La actividad que presenta el Cotopaxi por el momento es moderada (menor a la observada en 2015). Sin embargo, ha puesto en alerta a todo el país: las emisiones de ceniza se han vuelto cada vez más frecuentes, afectando las zonas proximales del Parque Nacional Cotopaxi y al menos en dos ocasiones se han registrado caídas de ceniza en la ciudad de Quito.

El evento contó también con la participación del Municipio de Quito y de la Secretaría de Gestión de Riesgos (SGR), quienes hablaron de la planificación que se realiza en caso de una eventual erupción del volcán Cotopaxi.

Figura 2.- Técnicos del IG-EPN ofrecen explicaciones a los asistentes sobre el mapa de amenazas del volcán Cotopaxi y cómo interpretarlo. (Fotos: M. Almeida, M. Segovia / IG-EPN).

Posterior a las charlas, los asistentes pudieron encontrar stands de las diferentes instituciones participantes y conocer el Mapa de Amenazas Norte para saber si su domicilio o su lugar de trabajo se encuentran en potencial peligro. Los técnicos del IG-EPN dieron explicaciones a los asistentes sobre los fenómenos sísmicos y volcánicos en el Distrito Metropolitano de Quito. La Secretaría de Gestión de Riesgos además dio acceso al “coche sismo” para que los asistentes puedan experimentar, en un entorno seguro, el equivalente a un movimiento sísmico de gran magnitud (por ejemplo, el Sismo de Pedernales de 2016).

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.

Figura 3.- El Mapa de Amenazas del Volcán Cotopaxi (Infografía: D. Sierra, A. Vásconez, S. Hidalgo/ IG-EPN).

Lo más importante es permanecer informados. Conoce el mapa de potenciales amenazas volcánicas en caso de una erupción grande del Cotopaxi. ¿Dónde queda tu casa? ¿Tu lugar de trabajo? ¿La escuela de tus niños?

• Explora el mapa interactivo del volcán: 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, S. Hidalgo, M. Almeida, M. Segovia
Corrector de Estilo: G. Pino
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional

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.

Figura 1. Vertiente en el sector de Hummocks 1, ubicado en el flanco nororiental del volcán Cotopaxi (Foto: M. Almeida/ IG-EPN).

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.

Figura 2. Medición de fuentes termales y muestreo en la fuente termal de Salitre, ubicada al margen del Río Pita en el flanco nororiental del volcán Cotopaxi (Foto: M. Sierra/ IG-EPN).

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

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.

Figura 1. Simulación de caída de ceniza del volcán Cotopaxi para el 16/01/2023 (J. Yerovi, IG-EPN).

¿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

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.

Figura 1.- Izq. Ing. Marco Córdova del Área de Vulcanología del IG-EPN explica cómo se realiza la Vigilancia del Volcán Cotopaxi (Foto: D. Sierra/IG-EPN). Der. Dr. Daniel Sierra del Área de Vulcanología del IG-EPN explica el desarrollo del proceso eruptivo del Volcán Cotopaxi 2022-23 (Foto: SNGRE).

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.

Figura 2.- Técnicos del IG-EPN discuten el Mapa de Peligros del Volcán Cotopaxi zona Sur, junto al Gobernador de Cotopaxi, El Director General de Riesgos y el Ministro de Agricultura (Foto: SNGRE).

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.

Figura 3.- El Mapa de Amenazas del Volcán Cotopaxi (Infografía: D. Sierra, A. Vásconez, S. Hidalgo/ IG-EPN).

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

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.

Figura 1: Luz o brillo en el cráter del volcán Cotopaxi mediante la cámara de Sincholahua ubicada a 15 km al nororiente del volcán: A) detectado el 03 de octubre de 2015, B) detectado el 20 de diciembre de 2022.

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).

Figura 2: A) Anomalía termal registrada por el sistema MIROVA el 02 de diciembre del 2022 por medio del satélite Sentinel-2. B) Seis anomalías termales registradas por el sistema FIRMS desde noviembre hasta diciembre 2022 por medio del sensor VIIRS abordo de los satélites S-NPP y NOAA-20.

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.

Figura 3: Actividad superficial del volcán Cotopaxi: A) Periodo enero 2015 – enero 2023, B) Periodo octubre- diciembre 2022. Las barras celestes representan la altura máxima de las emisiones de vapor de agua y gases sobre el nivel de la cumbre. La línea azul entrecortada es una media móvil cada 7 días de las emisiones de gas para definir la tendencia de los datos. Las barras rojas indican la altura máxima alcanzada por las emisiones de ceniza ocurridas durante los periodos eruptivos de 2015 y 2022-2023. Los rombos naranjas son los días en que se detectaron anomalías termales por medio de sensores satelitales y los triángulos morados son los días en que se observó brillo en el cráter del volcán. Nótese que el brillo en el cráter solo es detectado durante procesos eruptivos.

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:

• https://bit.ly/MapaPeligrosCotopaxi
• https://alertasecuador.gob.ec/

FJ. Vasconez, P. Ramón, A. Vásconez, D. Sierra, S. Hidalgo
Corrector de Estilo: G.Pino
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional

Incremento progresivo en la actividad superficial e interna del volcán Cotopaxi

Emisión de gases del volcán Cotopaxi tomada durante el sobrevuelo provisto por las Fuer-zas Armadas el 19 de diciembre de 2022 (Foto: M. Almeida).

Resumen
El día 21 de octubre a las 19h44 TL, las estaciones sísmicas instaladas en los flancos del volcán Cotopaxi registraron una señal sísmica de tremor de frecuencia de 2-8 Hz, larga duración y pequeña amplitud. Esta señal estuvo acompañada por la emisión de gases y ceniza, produciendo una caída moderada de este material en el Refugio José Ribas. Desde entonces se han generado dos caídas de ceniza con mayor alcance, afectando hasta 60 km de distancia con respecto al volcán. Estos eventos de mayor alcance ocurrieron los días 26 de noviembre y 20 de diciembre del año en curso. Las nubes de ceniza alcanzaron hasta 2.2 km sobre el nivel del cráter y se han dirigido principalmente hacia el nor-noroccidente por lo que se tuvo reportes de caídas de ceniza en los cantones Mejía, Rumiñahui y Quito. Además, se observa la emisión casi continua de gases desde el cráter del volcán alcan-zando una altura variable entre 200 y 2800 m. Los parámetros de sismicidad y deforma-ción se mantienen en niveles moderados mientras que la desgasificación es intensa, tanto la registrada por la red de sensores permanentes en tierra del Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional como por los instrumentos satelitales. Adicionalmente, ins-trumentos satelitales han detectado anomalías termales en el cráter del volcán que cada vez son más frecuentes (última anomalía 22 de diciembre 2022).

Esta reactivación volcánica tiene un origen magmático evidenciado por las grandes canti-dades de dióxido de azufre emitido a la atmósfera y por el porcentaje alto de componente juvenil en la ceniza recolectada. Las emisiones de ceniza son cada vez más frecuentes, pero hasta el momento no han llegado a los niveles observados durante la erupción de agosto-noviembre 2015.

La evolución de esta actividad a mediano plazo es incierta, debido a la naturaleza misma de los fenómenos volcánicos. Sin embargo, a corto plazo (días a semanas) el escenario más probable es que las emisiones de ceniza se repitan y/o se intensifiquen sin mostrar signos precursores; pero sin llegar a los niveles observados en la erupción de 2015. En este sentido es importante mantener activo el sistema de vigilancia y continuar con las tareas de prevención y mitigación relacionadas con los escenarios eruptivos del volcán Cotopaxi. El IG-EPN se mantiene atento a cambios en las condiciones presentadas por el volcán para dar información oportuna a las autoridades y la población en general.

Anexo técnico-científico

Sismicidad
Desde el mes de octubre hasta la fecha, la sismicidad muestra un incremento en el núme-ro de eventos diarios del tipo LP (largo período; asociados al movimiento de fluidos; Figu-ra 1) y el registro de sismos de tipo VLP (muy largo periodo).

Figura 1. Gráfico de barras mostrando el número diario de eventos sísmicos registrados en el volcán Cotopaxi entre los años 1996 y 2022. El tipo de evento está identificado por color (véase la leyenda). Nótese el incremen-to de sismos de tipo LP desde octubre 2022 (barras moradas).

Desde el 21 de octubre se ha registrado un total de 27 emisiones de ceniza, las cuales han tenido asociadas señales de tremor (2-8 Hz). Dos de estas emisiones han provocado caídas de ceniza a nivel provincial, el 26 de noviembre y el 20 de diciembre.

La amplitud (cuentas/energía) de los tremores sísmicos relacionados con estas dos emi-siones de ceniza son menores en comparación a los episodios registrados durante el pro-ceso eruptivo de 2015.

El martes 20 de diciembre de 2022, las estaciones sísmicas del volcán Cotopaxi registra-ron una señal de tremor de emisión de ceniza, desde las 00h21 TL, misma que fue confir-mada por las imágenes satelitales de GOES-16 y reportado en el IG AL INSTANTE VOLCÁN COTOPAXI No. 2022-031. Esta señal sísmica se mantuvo por 5 horas. El tremor inició de manera progresiva y alcanzó un valor máximo de amplitud a las 02h17 TL (Figura 2). Pos-teriormente, se observó un descenso paulatino en la amplitud sísmica hasta aproximada-mente las 05h15 TL. Este episodio de emisión de ceniza fue diferente al tremor registrado el 26 de noviembre de 2022 el cual inició y finalizó de forma abrupta (Figura 3).

Figura 2. RSAM (en cuentas) de las estaciones del Volcán Cotopaxi en las frecuencias 2-8 Hz corres-pondientes a la emisión de ceniza registrada en la madrugada del martes 20 de diciembre de 2022. El RSAM es una medida de la amplitud de la señal sísmica.

Figura 3. RSAM (en cuentas) de las estaciones del Volcán Cotopaxi en las frecuencias 2-8 Hz. Correspondientes a la emisión de ceniza registrada en la madrugada del sábado 26 de noviembre de 2022.

La Figura 4 muestra el tremor de emisión con las formas de onda en tres estaciones (BREF, VC2 y BTAM) y sus correspondientes espectros. La coincidencia en la frecuencia corresponde a un pico espectral máximo de 3.97 Hz. Lo que indica que la señal corres-ponde a un proceso de la fuente y que la presencia de picos secundarios debe ser atribui-da a procesos que ocurren durante el camino por el que atraviesa la señal sísmica.

Figura 4. Formas de onda del tremor de emisión detectados en tres estaciones sísmicas durante el evento del 20 de diciembre del 2022. Izq. Formas de onda en color rojo. Der. Espectros de onda en color azul.

Deformación
Para el análisis de deformación del suelo, se realiza periódicamente el procesamiento de estaciones cGPS que están ubicadas en los flancos altos del volcán y de imágenes satelitales procesadas con el método InSAR.

Para el análisis de deformación, se realiza el procesamiento interferométrico de imáge-nes de Radar de Apertura Sintética (InSAR), de la constelación de satélites de Sentinel-1 de la Agencia Espacial Europea (ESA). Se procesaron las órbitas ascendentes y descenden-tes utilizando datos del portal LiCSAR (https://comet.nerc.ac.uk/comet-lics-portal/) y la serie temporal con el software LiCSBAS (Morishita et al., 2020).

La Figura 5 muestra el mapa de deformación acumulada en los componentes vertical y horizontal de la zona del volcán Cotopaxi. El periodo de análisis es desde el 1 de enero del 2019 hasta el 11 de diciembre del 2022. Los resultados muestran una tendencia de de-formación positiva en el componente horizontal al nororiente del volcán, mientras que en el componente vertical no se observan mayores cambios. Este procesamiento se realizó en la Universidad de Leeds (Reino Unido) que mantiene estrecha cooperación con el Insti-tuto Geofísico.

Figura 5. Mapa de los componentes vertical y horizontal de deformación acumulada obtenida por el método InSAR, en base a imágenes Sentinel-1 de órbita descendente y ascendente en el volcán Cotopaxi, entre el 01 de enero del 2019 y el 11 de diciembre del 2022.

Adicionalmente, la variación relativa de las posiciones diarias registradas por la red de bases cGPS (continuos global positioning system) del volcán Cotopaxi (Figura 6) muestran una tendencia ligeramente ascendente que inicia entre julio y agosto 2022 y que se man-tiene hasta la actualidad (área remarcada en color amarillo). Esta tendencia indica que las bases geodésicas están distanciándose progresivamente. Por la ubicación de las bases (en el flanco nororiental y suroccidental, respectivamente), el incremento de la distancia entre estas estaciones fijas implica un aumento milimétrico en el diámetro del edificio volcánico, el cual responde a un patrón radial de deformación denominado “inflación”, cuya velocidad media es de aproximadamente 8 mm/año. Los patrones de deformación registrados por los cGPS son similares a los obtenidos por el método InSAR.

Figura 6. Serie temporal de las posiciones relativas entre las bases cGPS del volcán Cotopaxi VC1G y MORU, ubicadas en los flancos nororiental y suroccidental, respectivamente. Cada circunferencia en color azul repre-senta un promedio de 4 días de las posiciones relativas entre bases. La zona resaltada en color rojo indica la inflación registrada durante el periodo eruptivo del año 2015. La línea segmentada en color rojo señala las explosiones del 14 de agosto de ese mismo año. Finalmente, la zona remarcada en color amarillo resalta el patrón de inflación que se viene registrando en los cGPS durante el segundo semestre del 2022.

Nubes y caídas de cenizas
Como se puede observar en la Figura 7, el número de emisiones de ceniza del volcán Co-topaxi se ha incrementado significativamente en los últimos dos meses. Mientras que en octubre se registró apenas una emisión de ceniza, en la última semana de noviembre el número subió a 5, y durante el mes de diciembre se incrementó hasta 22 emisiones de ceniza. Como consecuencia, la tasa diaria de emisiones de ceniza es de 0.96, indicando que en promedio hay una emisión de ceniza al día en el volcán Cotopaxi. Sin embargo, solo dos de ellas han sido lo suficientemente grandes como para causar afectación leve en la población.

Figura 7. Número de emisiones de ceniza en el volcán Cotopaxi desde septiembre del 2022. El eje izquierdo marca el total de emisiones registradas cada mes (barras grises), mientras que el derecho indica la tasa diaria (línea negra, número de emisiones del mes dividido por el número de días). Para el mes de diciembre se toma-ron en cuenta las emisiones registradas hasta hoy, 23 de diciembre.

En paralelo, el Centro de Avisos de Cenizas Volcánicas de Washington (W-VAAC por sus siglas en inglés) ha reportado varias nubes de ceniza desde el 21 de octubre. Los mayores alcances fueron observados para las nubes de ceniza asociadas a la actividad del 26 de noviembre y 20 de diciembre con 60 km de distancia en dirección nor-noroccidente. Las alturas de estas dos fueron de 2.2 km y 1.5 km sobre el nivel del cráter, respectivamente. Debido a esta actividad se reportó caída de ceniza desde varios sectores de los cantones Mejía, Rumiñahui y Quito (Figura 8).

Figura 8. Proyección de las alertas W-VAAC registradas desde el 21 de octubre hasta el 23 de diciembre de 2022 con los reportes de caída de ceniza recibidos en este periodo a través del grupo de monitoreo del IG-EPN y de los informes del SNGRE (imágenes de personas). Como se observa por los colores, la mayoría de las alertas se han dado desde finales de noviembre (colores amarillos a rojizos). Además, se observa la variabilidad de la dirección de los vientos para este periodo de tiempo.

La ceniza de estas caídas fue muestreada y el material recolectado preparado para su correspondiente análisis de laboratorio. En la Figura 9A se indica la evolución de los por-centajes de los componentes que conforman la ceniza de la primera caída que ocurrió el 21 de octubre y de la segunda del 26 de noviembre. Los resultados muestran un ligero incremento en el aporte del material juvenil (material asociado al magma que está gene-rando la actividad volcánica en superficie) para la caída de ceniza del 26 de noviembre. La muestra de la caída de ceniza del 20 de diciembre se encuentra en etapa de procesa-miento y análisis para poder completar la serie temporal de componentes y estudiar la evolución del actual proceso eruptivo. Además, gracias a la colaboración con el laborato-rio Magmas y Volcanes de Clermont-Ferrand (Francia), se tomaron imágenes de electro-nes retrodifusos (Figura 9B) con una microsonda electrónica con el objetivo de observar las texturas y de determinar la química del vidrio volcánico. Este análisis muestra que el magma actualmente en erupción es más básico que el magma que salió durante el perio-do eruptivo de 2015.

Figura 9. A. Evolución del contenido de material juvenil (material derivado del magma en erupción) en negro y accidental (material volcánico viejo) en rojo observado en las fracciones de 125 µm de las muestras de ceniza recolectadas el 21 de octubre (COT-22-01) y el 26 de noviembre (COT-22-08). B. Imagen del material juvenil observado con microsonda electrónica.

Anomalías térmicas satelitales
Desde el 21 de octubre los sistemas satelitales MIROVA, MOUNTS y FIRMS han detectado claramente anomalías térmicas en el volcán Cotopaxi. En las imágenes más reciente de Sentinel-2 del 17 y 22 de diciembre 2022 se observa un pequeño punto caliente en el crá-ter debajo de la emisión de gas (Figura 10). Este punto caliente ha sido observado de ma-nera repetitiva desde 2015, pero la frecuencia de observación se ha incrementado te-niéndose 7 anomalías en los últimos 2 meses, registradas por los sistemas satelitales mencionados anteriormente.

Figura 10. Izquierda: Imágenes satélite Sentinel 2 (Bandas visible 12, 11, 8A / 20 m de resolución) del punto caliente en el cráter del Cotopaxi del 17 de diciembre 2022 en un cuadro de 2 y 10 km de escala. Derecha: Con-teo automático de las anomalías térmicas (puntos rojos) basadas en dichas imágenes, desde el 18 de octubre de 2022 y diciembre 2020 (fuente MIROVA y MODIS Thermal volcanic activity).

Mediante fotografías colectadas durante el sobrevuelo realizado el 19 de diciembre se pudo constatar la presencia de ceniza cubriendo toda la parte superior del volcán y parte de los flancos sur, sur oriental y sur occidental. Este material volcánico es el resultado de las emisiones de gases y ceniza reportadas en los últimos días. Debido a la continua salida de gases no se tuvo observaciones directas de la parte interna del cráter (Figura 11). Por otro lado, mediante imágenes térmicas tomadas con una cámara infrarroja portátil, se estimó que las temperaturas más altas están al interior del cráter con un valor de 45°C, este valor es subestimado debido que la parte superior del cráter está llena de gases. Por otro lado, las temperaturas de los campos fumarólicos externos e internos del cráter no sobrepasan los 25°C. Estos valores de temperatura están dentro de los rangos medidos en el presente periodo eruptivo, es decir desde el 21 de octubre de 2022.

Figura 11. Imágenes obtenidas en el sobrevuelo el 19 de diciembre 2022 provisto por el Grupo Tucanes de la FAE. Izq. Fotografía del cráter del volcán Cotopaxi cubierto de ceniza. Der. Imagen térmica correspondiente y que muestra en colores más claros las temperaturas más altas y que se encuentran en el interior cráter, cuyos valores se considera subestimados debido a la presencia de gases.

Desgasificación y medidas de dióxido de azufre (SO2)
Desde octubre 2022 se observa un claro incremento en los valores de flujo de SO2, los mismos que se intensifican en los primeros días de diciembre (Figura 12). Estos valores altos de SO2 son similares a los reportados en el 2015. Este mismo patrón de incremento se observa en el número de medidas válidas, indicando que desde el mes de octubre el SO2 está de manera permanente en la atmósfera. Los valores de emisión de SO2 también son medidos gracias al instrumento TROPOMI en el satélite Sentinel-5SP. En el panel in-termedio de la Figura 12 se muestra las emisiones de SO2 medidas en la atmósfera alre-dedor del Cotopaxi por este instrumento satelital. Se ve claramente la aparición de medi-das desde octubre y un incremento en los valores de SO2 desde el mes de noviembre. En conjunto, los datos satelitales y los provistos por la red DOAS indican un incremento de la emisión de SO2 del volcán Cotopaxi. Adicionalmente, al comparar estos datos con las altu-ras de las columnas de emisión se constata que la red DOAS tiene mejor detección para las columnas de menor altura, mientras que el satélite observa mejor el SO2 asociado a columnas de mayor altura.

Figura 12. Superior: Altura de las emisiones de gas en azul y de ceniza en rojo del volcán Cotopaxi, observadas gracias a la red de cámaras visuales instaladas alrededor del volcán. Intermedio: Masa de SO2 registrada por el instrumento satelital TROPOMI (fuente Mounts). Inferior: Máximo flujo de dióxido de azufre (SO2) diario regis-trado en las 4 estaciones del volcán Cotopaxi (Refugio Norte, Refugio Sur, Cami y San Joaquín). Actualizado hasta el 20 de diciembre 2022.

Las imágenes de TROPOMI permiten generar un mapa de la distribución promedio de SO2 en la atmósfera. Se ha realizado una superposición de las imágenes para un periodo de quince días en octubre, 30 días en noviembre y 20 días en diciembre. En la Figura 13 se observa claramente un incremento de la cantidad de SO2 emitida por el volcán Cotopaxi. En las imágenes también se nota la emisión de SO2 para los volcanes Reventador y Sangay que también se encuentran en erupción.

Figura 13. Masa de SO2 presente en la atmósfera sobre los volcanes Cotopaxi, Sangay y Reventador. Las imá-genes representan la emisión promedio en un periodo tiempo variable (Base Google Engine Code Editor, Script: C. Laverde-SGC).

Desde la emisión de ceniza del 21 de octubre 2022 se realiza mediciones periódicas de otras especies gaseosas con un equipo MultiGAS (Aiuppa et al., 2004; Shinohara, 2005). A través de sobrevuelos y ascensos a la cumbre se realizaron mediciones de las especies gaseosas mayoritarias emitidas (Agua: H2O, Dióxido de carbono: CO2, Dióxido de azufre: SO2 y Ácido sulfhídrico: H2S). Durante el último sobrevuelo del 19 de diciembre 2022 se realizaron 3 cortes a la pluma de gas, un ejemplo de uno de ellos se puede ver en la Figura 14. Desde el inicio de las mediciones, la razón SO2/H2S ha mostrado un incre-mento progresivo que indica una reducción del sistema hidrotermal del volcán frente a una predominancia de los gases de origen magmático.

Figura 14. Fotografía de la columna de gas medida durante el sobrevuelo del 19 de diciembre de 2022, en el recuadro se puede observar los picos de los gases volcánicos (CO2, SO2) detectados, a partir de los cuales se obtiene la razón CO2/SO2.

Interpretación de datos

En base a la información disponible, se concluye que el volcán Cotopaxi presenta al mo-mento una actividad eruptiva de nivel moderado. El análisis conjunto de los diferentes parámetros de vigilancia muestra que la actividad reciente del Cotopaxi está provocada por la presencia de magma en el conducto volcánico. Sin embargo, hasta el momento no hay evidencia de un ingreso de un mayor volumen de magma hacia el sistema.

Los datos de monitoreo indican un incremento paulatino de la actividad superficial carac-terizada mayormente por columnas de gases y vapor de agua alcanzando hasta 2800 me-tros sobre el cráter (m snc), además de una ocurrencia cada vez más frecuente de emi-siones de ceniza de más de 1000 m snc. La sismicidad sigue dominada por pequeños sis-mos de tipo LP y la aparición esporádica de eventos VLP; la deformación muestra una leve tendencia inflacionaria detectable en los flancos del volcán, en el componente horizontal; y los gases magmáticos, especialmente el SO2 son abundantes en la pluma volcánica.

Escenarios Eruptivos para el Volcán Cotopaxi
(Actualización 21/12/2022)

En base a lo presentado anteriormente, se propone tres escenarios eruptivos para el corto plazo (días a semanas). Los escenarios uno y dos tienen mayor posibilidad de ocurrir, mientras el escenario número tres es mucho menos posible. Los escenarios han sido ela-borados en base a la información de monitoreo que se dispone al momento de la publica-ción de este informe. Estos escenarios pueden ir evolucionando, dependiendo de lo que se observa en los parámetros de vigilancia.

1. Las emisiones de ceniza que iniciaron el 21 de octubre de 2022 van aumentando en frecuencia y/o altura, al igual que las emisiones de gases volcánicos. Lo más probable es que este tipo de eventos se repita o intensifique en el corto plazo (días a semanas), sin mostrar signos precursores, pero sin llegar a los niveles observados en la erupción de 2015. Al momento no hay evidencias fehacientes de nuevas inyecciones de magma en zonas profundas que pudieren derivar en una erupción de mayor magnitud. En este esce-nario es muy posible observar nuevas erupciones pequeñas acompañadas de señales sís-micas de tremor de larga duración (horas) y emisiones de ceniza similares a las ocurridas el 26 de noviembre y el 20 de diciembre. Dependiendo de la dirección y la velocidad de los vientos estas emisiones de ceniza podrían causar afectación leve en áreas relativa-mente cercanas al volcán.

2. Las emisiones de ceniza se intensifican hasta llegar a niveles similares a los observados en el periodo eruptivo del 2015. Este escenario podría darse en el corto/mediano plazo y se esperaría observar una tendencia claramente ascendente en los parámetros de moni-toreo (especialmente en la deformación y la actividad sísmica). Dependiendo de las con-diciones de velocidad y dirección del viento, estas emisiones de ceniza causarían una ma-yor afectación en los centros poblados, particularmente en las provincias de Cotopaxi, Pichincha y Napo. Además, debido a las lluvias en el sector, pueden generarse lahares secundarios que afectarían las inmediaciones del Parque Nacional Cotopaxi como lo ob-servado en la erupción de 2015. Afectando principalmente la vía al refugio en el sector de la quebrada Agualongo.

3. Las emisiones de gases volcánicos y ceniza aumentan de forma acelerada en el cor-to/mediano plazo, así como otros parámetros de monitoreo (deformación y actividad sís-mica), con evidencias claras de inyecciones profundas o de transporte acelerado de magma hacia la superficie, lo que en conjunto representaría los precursores de una fase eruptiva mucho mayor a la observada en 2015. Por ahora este escenario se considera como muy poco probable, por la falta de evidencias de aumento acelerado de los pará-metros de monitoreo y de actividad superficial. Las explosiones y emisiones de ceniza en este escenario serían mucho más grandes que las observadas en 2015 y tendrían una afectación regional, es decir, puede haber caída de ceniza en las provincias de Cotopaxi, Pichincha, Napo, Los Ríos, Manabí y otras, dependiendo de la velocidad y dirección del viento. Además, la caída fuerte de ceniza puede interrumpir la circulación vehicular entre las provincias de Pichincha y Cotopaxi, contaminar fuentes de agua potable y de riego, y afectar la distribución eléctrica. Adicionalmente, se pueden formar flujos piroclásticos de diferentes tamaños que derritan parte del glaciar y desencadenen lahares primarios en los principales drenajes del volcán, tal como se muestra en los mapas de peligros zona norte, sur y oriente (Mothes et al., 2016b, 2016a; Vásconez et al., 2015).

Referencias

Aiuppa, A., Burton, M., Murè, F., Inguaggiato, S., 2004. Intercomparison of volcanic gas monitor-ing methodologies performed on Vulcano Island, Italy. Geophysical Research Letters 31.
IG-EPN, 2022. IG AL INSTANTE VOLCÁN COTOPAXI No. 2022-031. Quito-Ecuador. Disponible en: https://informes.igepn.edu.ec/igepn-registro-web/pages/public/InformeGenerado.jsf?directorio=28978
Mothes, P., Espin, P., Hall, M.L., Vásconez, F., Sierra, D., Córdova, M., Santamaría, S., Marrero, J., Cuesta, R., 2016a. Actualización Mapa de Amenazas del Volcán Cotopaxi, Zona Sur.
Mothes, P., Espin, P., Hall, M.L., Vásconez, F., Sierra, D., Marrero, J., Cuesta, R., 2016b. Actualiza-ción Mapa de Amenazas del Volcán Cotopaxi, Zona Norte.
Shinohara, H., 2005. A new technique to estimate volcanic gas composition: plume measure-ments with a portable multi-sensor system. Journal of Volcanology and Geothermal Re-search 143, 319–333.
Vásconez, F., Sierra, D., Andrade, D., Almeida, M., Marrero, J., Hurtado, J., Mothes, P., Bernard, B., Encalada, M., 2015. Mapa Preliminar de Amenazas Potenciales del Volcán Cotopaxi- Zo-na Oriental.
Lazecký, M., Spaans, K., González, P. J., Maghsoudi, Y., Morishita, Y., Albino, F., et al. (2020). LiCSAR: An automatic InSAR tool for measuring and monitoring tectonic and volcanic activity. Remote Sensing, 12(15), 2430. https://doi.org/10.3390/rs12152430
Morishita, Y., Lazecky, M., Wright, T. J., Weiss, J. R., Elliott, J. R., & Hooper, A. (2020). LiCSBAS: An open-source InSAR time series analysis package integrated with the LiCSAR automated Sentinel-1 InSAR processor. Remote Sensing, 12(3), 424. https://doi.org/10.3390/rs12030424

Elaborado por:
S. Hidalgo, M. Almeida, A. Vásconez. F.J. Vasconez, M. Yepez, M. Córdova, S. Vallejo, A. García. D. Sierra, P. Espín Bedón, S. Vaca, D. Andrade, Jean-Luc Devidal, M. Ruiz, B. Bernard.
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional