México, DF.- Un grupo de investigadores del Instituto Politécnico Nacional (IPN), la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) y el Instituto de Tecnología de California (CALTECH), trabajan en la detección de emisiones de productos volcánicos, como dióxido de azufre (SO2) y cenizas, para determinar el tipo de comportamiento de un volcán y predecir eventos explosivos.

De acuerdo con el grupo de investigación, las técnicas de teledetección vía satélite “permiten hacer un seguimiento de la actividad eruptiva de los volcanes. Dichas técnicas son una herramienta valiosa, debido a su capacidad para observar grandes áreas de una manera rápida y segura”, afirman en un artículo en la revista científica Geofísica Internacional.

El sistema utilizado, conocido como MODIS (Espectroradiómetro de Imágenes de Resolución Moderada, por sus siglas en inglés), se encuentra a bordo de los satélites Aqua y Terra, ambos a cargo de la NASA, y funciona con un sensor óptico.

Esta tecnología permitió a los investigadores obtener información periódica de las emisiones de SO2, un gas relacionado con los procesos internos del volcán. Con la información recabada, también pudieron comparar las actividades explosivas caracterizadas por la emisión de cenizas, indicadoras de actividad eruptiva.

Mediante el análisis de las imágenes y la cuantificación de los productos volcánicos, se pudo establecer una posible relación entre los eventos explosivos y el incremento de emisiones de SO2.

Si bien las emisiones de ceniza son menos dramáticas que las erupciones, sí pueden ser enormemente disruptivas, especialmente para la aviación comercial. Por eso, la parte de la investigación que dio seguimiento a las cenizas y gases transportados por el viento despierta un gran interés, pues tal información puede ayudar a identificar las zonas propensas a ser afectadas, e inclusive alertar a la navegación aérea.

Evidencias de un proceso eruptivo

De acuerdo con el ingeniero José Carlos Jiménez Escalona, investigador de la ESIME-IPN y coautor del estudio, la actividad eruptiva de un volcán está relacionada con los procesos que se manifiestan en su interior, especialmente con la incorporación de material magmático a las cámaras internas del volcán.

“Los ductos conectados con el cráter o cráteres del volcán contienen gran cantidad de gases. La incorporación de material magmático trae como consecuencia alteraciones en el comportamiento de las emisiones de los gases volcánicos”, explicó Jiménez Escalona en entrevista.

Los investigadores prestaron especial atención al comportamiento del SO2, pues detectaron un incremento significativo del flujo de este gas (desgasificación), seguido por un periodo de reducción de emisiones, que finalmente desencadena una erupción volcánica.

Según su hipótesis, este fenómeno se debe a cambios en la viscosidad del magma después de una fuerte desgasificación y/o un “sellado” parcial de los conductos de descompresión, lo cual acumula energía que, a la larga, se liberará por medio de explosiones.

El estudio del Volcán de Colima

Si bien el estudio muestra una relación entre un incremento significativo de las emisiones del SO2 y los eventos explosivos acompañados con emisiones de ceniza (con una diferencia aproximada de dos días entre un evento y otro), Jiménez Escalona hizo notar que cada volcán se comporta de manera particular debido al tipo de material con el que son alimentadas las cámaras y los conductos internos.

“En el caso del Volcán de Fuego de Colima y su relación entre los dos acontecimientos, se trata de una apreciación en un lapso muy corto. Justo una de las investigaciones que estoy desarrollando en la actualidad, es el análisis de un periodo mayor, que podría ser hasta de un año entero”, comentó.

La investigación, publicada bajo el título Use of MODIS images to study eruptive clouds from Volcán de Fuego de Colima (México) and applications on volcano monitoring, analizó durante 36 días el comportamiento de ese volcán mediante 113 imágenes (seleccionadas de un total de 148) arrojadas por el sistema MODIS en el año 2005.

Para detectar la ceniza, MODIS analizó las correspondientes emisiones térmicas entre las bandas 31 y 32, de las 36 que el sensor es capaz de captar en el espectro electromagnético.
Por otro lado, con un modelo de simulación llamado RADIANNET, se pudieron calcular la masa y el área de las nubes volcánicas.

En cuanto a la medición del SO2, su cuantificación depende de un software desarrollado por Vincent Realmuto, investigador del Caltech y coautor del estudio, que considera la altura y el grosor de la columna de SO2, la temperatura y la presión atmosférica, entre otros aspectos.

La investigación, en la que participa también Hugo Delgado Granados, del Instituto de Geofísica de la UNAM, manifiesta además la necesaria combinación del monitoreo regular de las emisiones con otras fuentes de información volcánica, como las vinculadas con la sismicidad.

Sin embargo, pese a que el monitoreo satelital constituye un método seguro y económico, aún persisten algunos problemas como la resolución de las imágenes y los intervalos de tiempo entre una imagen y otra, por ejemplo.

En México, el uso de este tipo de tecnología satelital se ha ido introduciendo paulatinamente para el monitoreo e identificación de zonas boscosas, la detección de incendios y de fenómenos meteorológicos, pero su aplicación en el monitoreo volcánico es relativamente nueva.

Con información de la Dirección General de Divulgación de la Ciencia-UNAM