Participación del IG-EPN en el curso “Reducción y Manejo de Desastres Volcánicos para países de América Central y del Sur”
Ecuador estuvo presente en el Curso de Co-Creación de Conocimientos con enfoque en la “Reducción de Manejo de Desastres Volcánicos para países de América Central y del Sur”, organizado por la Agencia de Cooperación Internacional de Japón (JICA), junto con la Organización de Reducción de Desastres Volcánicos (NPO VOLCANO), en el cual participaron 12 profesionales de los organismos científicos y de gestión de riesgo de: Chile, Costa Rica, Guatemala, México, Nicaragua y Perú (Figura 1).
En representación del Ecuador asistieron Gabriela Solís, del Servicio Nacional de Gestión de Riesgo y Emergencias (SNGRE) y Sandro Vaca, del Área de Sismología del Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional (IG-EPN). Ambos presentaron ponencias sobre la realidad que vive el país respecto a las Amenazas Volcánicas (Figura 2).
Este curso se desarrolló en modalidad mixta, contando con un componente virtual, entre el 22 de septiembre y el 04 de octubre de 2022, y otro componente presencial donde los participantes viajaron a Japón del 10 de octubre al 09 de noviembre de 2022.
Los temas tratados durante el curso incluyeron las diversas situaciones vividas en cada país participante y en Japón, todos vinculados al manejo de desastres volcánicos, tanto desde el punto de vista científico como el vinculado a la gestión del riesgo. Así mismo, se desarrollaron actividades para observar las medidas de mitigación implementadas por el país asiático, con el fin de reducir eficazmente los riesgos de catástrofes volcánicas.
La componente virtual del curso tuvo como objetivo principal brindar el conocimiento teórico-técnico sobre el riesgo volcánico. Además, permitió compartir experiencias en la implementación de contramedidas en Japón para mitigar los riesgos. Se discutió también la comprensión de los sistemas legales, planes y operaciones en cuanto al manejo del riesgo de desastres volcánicos, tanto de Japón como de los otros países invitados.
Durante la componente presencial del curso, se dieron a conocer las diversas acciones de monitoreo y mitigación realizadas por parte de los organismos técnicos-científicos, Gobiernos (tanto Nacionales como Locales) y, sobre todo, mostrar la concientización de las comunidades asentadas cerca de los volcanes Fuji y Usu (localizados al centro y norte de Japón respectivamente; Figura 3).
Finalmente, como parte de las experiencias compartidas, los participantes se comprometieron a implementar acciones, durante los próximos años, que estén encaminadas a la reducción de desastres volcánicos en sus respectivos países.
S. Vaca, D. Sierra
Corrector de Estilo: G. Pino
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional
Informe Volcánico Especial – Cotopaxi– 2022- N° 003
Antecedentes
La noche del 21 de octubre de 2022 se registró una señal de tremor de baja frecuencia asociada a una emisión de gases y ceniza que produjo una ligera caída de material volcánico en el flanco norte del volcán Cotopaxi, incluyendo el Refugio José Rivas.
Desde entonces, las emisiones de vapor y gases han sido casi continuas y visibles claramente, con columnas que han alcanzado hasta 2 km sobre el nivel del cráter.
Los parámetros vigilados por el IG-EPN muestran una actividad ligeramente superior al nivel referencial establecido desde el fin del período eruptivo del Cotopaxi en noviembre 2015. Las observaciones de los parámetros de monitoreo hasta el día 22 de noviembre de 2022 han sido recopiladas en el Informe Volcánico Especial – Cotopaxi– 2022- N° 002. En este informe se concluyó que “el análisis conjunto de los diferentes datos de vigilancia muestra que la actividad actual del Cotopaxi está provocada por la presencia de magma en el conducto volcánico”.
Desarrollo
El día viernes 25 de noviembre de 2022, desde las 18h48 TL, las estaciones sísmicas del volcán Cotopaxi registraron una señal de tremor asociado a una emisión de gases, con dirección NNW, la cual fue visible a través de imágenes satelitales GOES-16. El IG-EPN reportó esta actividad a través del IG al instante VOLCÁN COTOPAXI No. 2022-010.
Más tarde en la madrugada del día de hoy, 26 de noviembre, desde aproximadamente las 03h10 TL se registró un nuevo episodio de tremor asociado a la emisión de gases y ceniza. Si bien en un principio la nube de ceniza no se extendía muy lejos de las inmediaciones del volcán, posteriormente la emisión fue mucho más duradera que los pulsos anteriores, extendiéndose por varias horas (Figura 1). Favorecida por los vientos dirigidos hacia el NNW, la ceniza viajó más de 85 km desde la fuente (Figura 2 y 3) por lo que se tuvieron reportes de caída de ceniza en los sectores de: El Pedregal, Tambillo, Guamaní, Amaguaña, Chillogallo, Quitumbe, Solanda, Lloa, Conocoto, Mercado Mayorista, Villaflora y Rumipamba.
Al momento de emisión de este informe la actividad superficial del volcán Cotopaxi ha disminuido, pero continúa, sin embargo, la actividad sísmica interna, marcada por el tremor sísmico de tamaño moderado, se mantuvo hasta las 10:50 TL, para descender a niveles de base. Debemos recalcar que esta actividad se enmarca dentro de los escenarios eruptivos emitidos en el informe previamente emitido y es catalogada como: Interna Moderada Tendencia Ascendente y Superficial Moderada Tendencia Ascendente.
El IG-EPN se mantiene vigilando el evento eruptivo leve e informará oportunamente en caso de detectar cambios en la actividad volcánica. Se recomienda tomar las medidas pertinentes y recibir la información de fuentes oficiales.
Recomendaciones en caso de caídas de ceniza
La ceniza puede resultar peligrosa para la salud. Puede irritar la piel y sobre todo causar problemas oculares y respiratorios. Los niños, personas con problemas respiratorios y ancianos son especialmente vulnerables.
Lo más importante en caso de caídas de ceniza es no salir al exterior a menos que sea estrictamente necesario, debemos permanecer en casa y cerrar bien puertas y ventanas. Si vamos a salir es necesario usar pantalón largo, guantes, calzado cerrado, ropa de manga larga y gorra o sombrero pues la ceniza puede causar irritación en la piel y el cuero cabelludo. Es fundamental proteger nuestras vías respiratorias con una mascarilla o en su defecto un pañuelo húmedo. Es también de vital importancia utilizar protectores oculares que tengan un buen selle hermético, se sugiere gafas de seguridad industrial o lentes para natación.
D. Sierra, D. Pacheco, P. Samaniego, P. Mothes, M. Ruiz, S. Hidalgo
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional
Vigilancia volcánica con drones en el Cotopaxi
Gracias a las autorizaciones del Ministerio de Ambiente, Agua y Transición Ecológica (MAATE) y de la Dirección General de Aviación Civil (DGAC), y al apoyo del Parque Nacional Cotopaxi, personal del Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional (IG-EPN) realizó vigilancia volcánica con drones (Fig. 1) en el Cotopaxi en los días 08, 18, 22 y 24 de noviembre de 2022.
En estas ocasiones se utilizaron dos drones (DJI Mavic 3 y DJI Matrice 210 con cámara dual Zenmuse XT2) para la toma de fotos y videos en rango visual e infrarrojo (Fig. 2). Las condiciones meteorológicas del 08 de noviembre, en particular los fuertes vientos y la abundante nubosidad, limitaron el número de vuelos y de imágenes adquiridas. Las condiciones meteorológicas más favorables de los días 18, 22 y 24 de noviembre permitieron realizar más vuelos y adquirir más imágenes visuales y térmicas. Los drones despegaron desde el parqueadero de refugio José Ribas y alcanzaron el cráter del volcán Cotopaxi.
Entre el vuelo del 08 de noviembre y los vuelos del 18 y 22 de noviembre se notó una mayor presencia de nieve en el volcán, la cual cubrió el depósito de ceniza asociado al pulso de actividad del 21 de octubre 2022 (Informe Volcánico Especial – Cotopaxi – 2022 – N°001). También se observó una mayor emisión de gases en los días 18 y 22 de noviembre comparado con el 08 de noviembre (Fig. 3).
El 24 de noviembre se pudo comprobar la presencia de ceniza en los flancos oriental y nororiental del Cotopaxi, la cual está asociada a los pulsos de tremor de emisión ocurridos en la tarde del 23 de noviembre (IGalinstante Volcán Cotopaxi – 2022 – N°008). Adicionalmente el 24 de noviembre se logró realizar una ortofotografía y un modelo digital de terreno de la zona de la cumbre para futuras referencias (Video).
Entre el 18 y el 22 de noviembre no se detectaron cambios significativos en la temperatura de la zona de Yanasacha, la cual mantiene una temperatura máxima aparente entre 10 y 20 °C (Fig. 4). El 24 de noviembre se constataron temperaturas normales en los diferentes campos fumarólicos (oriental, occidental, cráter).
AGRADECIMIENTO: El Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional extiende un profundo agradecimiento al Ministerio del Ambiente, Agua y Transición Ecológica y a la Dirección General de Aviación Civil para autorizar el vuelo de drones en la zona del volcán Cotopaxi. Adicionalmente, agradecemos al Parque Nacional Cotopaxi y a sus guardaparques que apoyaron al personal del IG-EPN para realizar esta tarea.
B. Bernard, A. Vásconez, M. Córdova, E. Telenchana
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional
Mantenimiento y recolección de datos de las estaciones de la Red Nacional de Geodesia (RENGEO) ubicadas en la costa ecuatoriana
Entre el 09 y 18 de noviembre DE 2022, técnicos del Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional (IG-EPN) realizaron la tercera campaña de mantenimiento y recolección de datos de las estaciones de monitoreo de la RENGEO (Red Nacional de Geodesia) ubicadas en las provincias de Esmeraldas, Manabí, Santo Domingo de los Tsáchilas, Guayas y Santa Elena.
Las estaciones geodésicas cuentan con equipos receptores GNSS marca Trimble modelos Alloy, NetRS y NetR9, los cuales toman medidas en intervalos de 30, 1 y 0.2 segundos.
Adicionalmente se instalaron 2 estaciones GNSS marca Leica modelo GR50, en Puerto Cayo (Manabí) y Laguna Cube (Esmeraldas) con el objetivo de modernizar los equipos instalados en estos lugares, los cuales funcionaron por mas de 10 años.
La RENGEO cuenta con más de 80 estaciones de monitoreo a nivel nacional, las cuales permiten mantener la vigilancia de desplazamientos relativos de las estructuras geológicas a lo largo del país.
Esta campaña fue realizada con éxito gracias a la colaboración entre el Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional (IG-EPN) y el Instituto de Investigación para el Desarrollo (IRD) de Francia dentro del marco del Proyecto S5, y la buena voluntad de los propietarios donde están ubicadas las distintas estaciones.
A. Herrera, J. Yerovi
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional
Informe Volcánico Especial Cotopaxi N° 2022-002
Actualización de la actividad interna y superficial del volcán Cotopaxi
Resumen
La noche del 21 de octubre se registró una señal de tremor de baja frecuencia asociada a una emisión de gases y ceniza que produjo una caída moderada de este material en el flanco norte del volcán, incluido el Refugio José Rivas. Desde entonces, la emisión de gases ha sido casi continua y visible claramente, con columnas que han alcanzado hasta 2 km sobre el nivel del cráter. Los parámetros vigilados por el IG-EPN muestran que el Cotopaxi aún permanece con una actividad interna baja, marcada por una sismicidad ligeramente superior al nivel referencial desde 2015. Las estaciones cGPS presentan una posible deformación, cuya magnitud en algunas estaciones apenas sobrepasa los niveles de ruido atmosférico. En cuanto a los gases volcánicos, los valores permanecen por sobre el nivel referencial posterior a la erupción de 2015 y tienen un origen magmático. Las medidas de temperatura del cráter muestran valores similares a los posteriores a 2015.
La incertidumbre con respecto a la evolución de esta actividad es muy grande debido a la falta de señales premonitoras claras para eventos similares al ocurrido el 21 de octubre. 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, en lo posible, información oportuna a las autoridades y la población en general.
Anexo técnico-científico
Análisis de Sismicidad
Las tasas actuales de sismicidad del volcán Cotopaxi se han caracterizado en función de las tendencias presentes en los últimos dos años y de las observadas en el mes posterior a la emisión de ceniza del 21 de octubre. Para esto, extraemos los eventos con magnitudes > 1 localizados por nuestra red entre diciembre de 2020 y la fecha actual (Figura 1A). Se observa que, en términos de localización, la mayor parte de la sismicidad se produce directamente bajo la cumbre del volcán. Sin embargo, también hay un grupo de sismos caracterizado como probables réplicas del sismo de Machachi del 27 de octubre de 2020 (06h59 T.L). Este grupo de sismos se localiza en el área entre los volcanes Pasochoa, Rumiñahui y Sincholahua, y mostró un aumento en las tasas en octubre de 2021.
En la Figura 1B y 1C, vemos que las tasas de sismicidad a largo plazo están alrededor de 1 evento por día, al promediar en una ventana de 30 días. En los meses anteriores a la emisión de octubre, la tasa mostró un aumento gradual hasta llegar a alrededor de 1,5 eventos por día. Sin embargo, en el tiempo transcurrido desde que se produjo la emisión de ceniza, los índices han vuelto a descender hasta 1.
Deformación
Para el análisis de deformación, se realizó el procesamiento de estaciones cGPS que están ubicadas en los flancos del volcán, de inclinómetros y de imágenes satelitales procesadas con el método InSAR.
En el procesamiento InSAR de imágenes Sentinel (Figura 2) no se evidencia ningún patrón de inflación en los flancos del volcán. Se observa en color azul patrones de subsidencia mayormente en los flancos occidentales.
En la Figura 3 se ha comparado las posiciones diarias entre las estaciones de cGPS VC1G (flanco nororiental) y MORU (flanco suroccidental). Entre los meses de agosto y noviembre, se observa un pequeño desplazamiento entre las estaciones (periodo resaltado en color rojo), el cual coincide con el aumento de la actividad superficial. El aparente desplazamiento tendría una magnitud menor a los 5 milímetros encontrándose levemente por encima de los niveles de ruido atmosférico que caracterizan a esta técnica. Sin embargo, de momento no es posible afirmar de manera enfática que la señal observada corresponda a una deformación del edificio volcánico causada por la actividad que actualmente mantiene el volcán.
El inclinómetro del Refugio continúa presentando hasta la actualidad únicamente el patrón cíclico que responde a las variaciones anuales del clima (Figura 4).
Columnas de emisión de gases
Durante las últimas semanas, las columnas de emisión de gas del volcán Cotopaxi han alcanzado alturas de hasta 2 km sobre el nivel del cráter (snc). Este incremento ha sido relevante dado que desde el año 2021, la altura de las columnas tenía un valor promedio
0.2 km (200 m) snc, y eventualmente alcanzaba los 0.8 km snc (Fig. 5).
Este cambio se ha observado desde el 17 de octubre 2022, siendo el valor máximo registrado, de 2km, el 19 de noviembre. Estas observaciones se las realizan gracias a las cámaras de vigilancia visual instaladas en los volcanes Sincholagua (al nororiente) y Rumiñahui (al noroccidente) del volcán Cotopaxi (Fig. 6). Las columnas de altura mayor a 1.8 km han sido reportadas a través de informativos IG Al Instante.
Estas alturas elevadas y la persistencia de la emisión no han sido observadas desde el final del periodo eruptivo del volcán en 2015.
Desgasificación y medidas de dióxido de azufre (SO2)
Tras el episodio del 21 de octubre, el volcán Cotopaxi continúa con la emanación de gases volcánicos (por ejemplo, SO2: dióxido de azufre, CO2: dióxido de carbono H2S: ácido sulfhídrico) y vapor de agua.
La red de estaciones permanentes DOAS del IGEPN es capaz de medir los flujos de SO2. Desde fines de octubre los valores de flujo y el número de medidas válidas se han incrementado mostrando, por un lado, una mayor concentración de SO2 emitido por el volcán y además una emisión más continua en el tiempo (Fig. 7).
Adicionalmente, durante el mes de noviembre el sensor TROPOMI del satélite Sentinel- 5SP ha detectado estas emisiones del gas en la atmósfera, con anomalías puntuales sobre el volcán, incluso más grandes que las anomalías observadas en el volcán El Reventador que está en actividad continua desde 2002 (Fig. 8).
Debido a la tendencia ascendente de la actividad superficial del volcán Cotopaxi, éste ha sido incluido en el sistema de vigilancia volcánica multiparamétrica MOUNTS (http://mounts-project.com/timeseries/352050). Esta plataforma utiliza los datos proporcionados por los satélites para realizar estimaciones cuantitativas de la masa de SO2 presente en la atmósfera. Para el caso de Cotopaxi, estos datos llegan de forma diaria y son compilados en un gráfico para analizar su evolución. En la figura 9 se puede observar la tendencia ascendente reportada por los sistemas satelitales entre octubre y noviembre de 2022.
Finalmente, durante el último sobrevuelo llevado a cabo el 20 de noviembre, se utilizó dos equipos multigas (IG-EPN y USGS-VDAP) en paralelo. El equipo multiGAS permitió medir las concentraciones de CO2, SO2 y H2S en la pluma de gas volcánico y las razones CO2/SO2 y SO2/H2S (Fig. 10). Como resultado, las razones obtenidas de SO2/H2S están alrededor de 5, mientras que las de CO2/SO2 están alrededor de 1.5. Estos valores siguen mostrando que hay un origen magmático superficial para el gas emitido por el volcán Cotopaxi. La emisión de vapor de agua y otros gases volcánicos como el CO2, SO2 y H2S, se visualiza continuamente en los últimos días indicando un incremento con respecto a lo observado en los meses pasados.
Vigilancia Térmica
Mediante el sobrevuelo de vigilancia térmica del 20 de noviembre, se constató que los campos fumarólicos mantienen valores de temperaturas máximas aparentes (TMA) similares a los de años anteriores (post 2015) y al sobrevuelo del 27 de octubre 2022. Estos corresponden a Yanasacha, Fumarolas Flanco Este, Fumarolas Flanco Sur, Fumarolas Flanco Oeste con valores de 12, 22, 37 y 10°C respectivamente (Fig. 11). En algunos sectores se pudo observar fumarolas activas de baja intensidad. Adicionalmente, se pudo constatar que las paredes interiores inmediatas del cráter presentan campos fumarólicos continuos con valores que varían entre 10 y 22°C (Fig. 11). Por otro lado, debido a la fuerte emisión de gases no ha sido posible estimar con confiabilidad los valores de temperatura de la base del cráter en ninguno de los dos recientes sobrevuelos (Fig. 12). Respecto a la morfología, entre la emisión de gases se ha podido evidenciar una morfología regular horizontal, lo que podría representar la base del cráter, la cual ya fue observada en marzo del 2018. Las temperaturas máximas aparentes registradas para esta zona alcanzan los 98°C, sin embargo, son valores subestimados debido a la abundante presencia de gases.
Interpretación de datos
Luego del pequeño episodio eruptivo del 21 de octubre (VEI inferior a 1), el análisis conjunto de los diferentes datos de vigilancia muestra que la actividad actual del Cotopaxi está provocada por la presencia de magma en el conducto volcánico. Sin embargo, desde 2015 y hasta la actualidad no hay evidencia de un nuevo ingreso de magma hacia el sistema. A pesar de que los eventos de este último mes definen una tendencia ascendente para la actividad superficial del Cotopaxi, su actividad interna no muestra un cambio significativo. La sismicidad sigue estando dominada por pequeños sismos de tipo LP y por ahora no hay deformación detectable en los flancos del volcán. Los gases medidos indican la desgasificación de un magma superficial que no ha recibido un aporte de magma nuevo rico en gases. En este sentido es importante mantener la vigilancia de todos estos parámetros con el fin de identificar oportunamente el acenso de nuevo magma que podría generar una mayor actividad superficial, incluyendo explosiones y emisiones de ceniza.
Escenarios eruptivos
En base a los parámetros de vigilancia volcánica se propone dos escenarios principales, en orden de probabilidad:
- La emisión de ceniza del 21 de octubre de 2022 correspondería a un evento aislado, similar a otros menores durante estos últimos 7 años, por ejemplo, el del 27/11/2021. Este tipo de eventos puede repetirse en el corto y mediano plazo (días a semanas), sin mostrar signos precursores. En este escenario no se esperaría actividad superficial mayor a corto plazo.
- La emisión de ceniza del 21 de octubre de 2022 correspondería al inicio de un periodo eruptivo, relativamente equivalente a la actividad del 14/08/2015, aunque al momento no existen evidencias que sugieran esta evolución. Además, la incertidumbre es demasiado alta para estimar el tamaño de este posible periodo eruptivo, así como la velocidad de los cambios que el volcán podría experimentar. Es importante destacar que la presencia del magma en el conducto y la desgasificación indican un sistema abierto. Bajo estas condiciones los signos premonitores de eventos eruptivos son muy sutiles e incluso inexistentes, limitando la anticipación o pronóstico de eventos mayores.
Estos escenarios podrán ser cambiados de acuerdo a la evolución de los parámetros que se vigila en el volcán.
El IG-EPN se mantiene pendiente de lo que pasa en el volcán, basado en la experiencia de las erupciones pasadas (Pichincha, Tungurahua, Cotopaxi) y presentes (Reventador, Sangay).
Agradecimientos
El Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional agradece a todas las instituciones que colaboraron para la realización de este sobrevuelo: Presidencia de la República del Ecuador, Ministerio de Defensa, Servicio Nacional de Gestión de Riesgos y Emergencias, Fuerza Aérea Ecuatoriana, Gobernación de Cotopaxi. Y la cooperación permanente del USGS (Servicio Geológico de Estados Unidos), Programa de Asistencia para Desastres Volcánicos (VDAP), el Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), la Universidad Clermont-Auvergne (UCA), el Laboratorio Magmas y Volcanes (LMV) y el Instituto de Investigación para el Desarrollo (IRD).
Elaborado por: M. Almeida Vaca, S. Hidalgo, FJ. Vásconez, S. Vallejo Vargas, S. Hernández, M. Yepez, D. Andrade.
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