Entre el 14 y 17 de enero de 2020, un grupo de técnicos del Instituto Geofísico realizó una visita a 10 fuentes de aguas termales y vertientes localizadas en las inmediaciones del volcán Tungurahua con la finalidad de medir los parámetros físico-químicos de las fuentes termales y realizar tareas de muestreo.

Durante la campaña se visitaron los balnearios más importantes de la Ciudad de Baños, La Virgen, El Salado y Santa Ana y se visitaron además otras 3 vertientes de aguas tibias localizadas en los alrededores de Baños (hacia el NE del Volcán).

Los técnicos visitaron también las fuentes localizadas en la zona de Palitahua, al SW del volcán y dos vertientes más frías en la zona de Cotaló y Bilbao.

Las muestras recolectadas serán analizadas en diversos laboratorios nacionales y extranjeros como parte de un estudio que intenta conseguir un mejor entendimiento de cómo opera el sistema hidrotermal de este volcán, así como el de otros volcanes del arco ecuatoriano y su vinculación con el marco geológico regional.

¿Quieres saber más sobre las fuentes termales? Descarga nuestro tríptico “Fluidos Volcánicos (Aguas termales y gas)”.

DS, JS, SA
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional

Como parte del monitoreo que el Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional realiza en los volcanes del Ecuador, un grupo de técnicos del IG efectuó una campaña de muestreo de aguas, gases y medición de parámetros físicos en las fuentes termales localizadas en la periferia del Complejo Volcánico Pichincha.

Las mediciones se llevaron a cabo el 22 de noviembre de 2019. Durante esta campaña se visitaron los balnearios de Urauco (ex-hacienda Palmira), las Acacias y el Rancho Piedra Grande, todos localizados al suroeste del cráter del Guagua Pichincha.

Las muestras recolectadas serán analizadas en varios laboratorios nacionales e internacionales como parte de un estudio que intenta conseguir un mejor entendimiento de cómo opera el sistema hidrotermal de este volcán.

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DS, MA
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional

Cerca del mediodía del domingo 23 de octubre de 2022, se registró una señal de alta frecuencia de pequeña amplitud en las estaciones sísmicas ubicadas en el flanco norte del volcán, relacionada con el descenso de flujos de lodo (lahares secundarios) pequeños. El día lunes 24 de octubre, técnicos del Instituto Geofísico inspeccionaron los drenajes ubicados en los flancos norte y nororiental del volcán, no se encontraron evidencias de lahares secundarios que hayan descendido hasta la zona baja del volcán por estas quebradas. Suponemos que las huellas quedaron más arriba de estos flancos. Es probable que estos flujos se originaron por un derretimiento limitado de la superficie del glaciar, por la presencia de un leve manto de ceniza negra y de las lluvias presentes en la zona.

Desde la noche del domingo hasta el día de hoy, miércoles 26 de octubre, la sismicidad se ha mantenido en niveles moderados y ha disminuido progresivamente desde 187 a 78 sismos por día.

Los gases emitidos desde el cráter están en niveles moderados y tampoco hay indicios de deformación en los flancos del edificio. Se debe enfatizar que la nubosidad en la zona del volcán ha sido permanente, excepto por breves momentos en las mañanas.

Durante la mañana de hoy, en la cámara de Sincholagua (al NNE del volcán) se observó una débil columna blanca de gases y vapor de agua que alcanzó 200 msnc.

Foto: Cámara Sincholagua. Emisión de gases y vapor de agua. 2022/10/26 07:01 TL.

En el sismograma se observa el registro sísmico de la estación BREF donde se observa principalmente la ocurrencia de sismos locales de tipo LP (asociados al movimiento de fluidos) y menos de tipo VT (fracturamiento de rocas); adicionalmente, se observan algunos sismos regionales (marcados en naranja).

P. Mothes, M. Segovia
Corrector de Estilo: G. Pino
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional

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).

Figura 1.- Foto grupal en la sesión de clausura de los participantes del Curso “Reducción de Manejo de Desastres Volcánicos para Países de América Central y del Sur”, organizado por JICA y NPO VOLCANO (Foto: S. Vaca/ IG-EPN).

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).

Figura 2.- (Izq.) Gabriela Solís. (Der.) Sandro Vaca, presentando sus propuestas de Plan de Acción, a desarrollar una vez que el curso haya finalizado (Fotos: T. Hosokawa - JICA).

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.

Figura 3.- Foto grupal en el volcán Usu, que incluye participantes, instructores, coordinadores y “Maestros de Volcán” (grupo de personas de la comunidad que guían y enseñan sobre los peligros y beneficios asociados a los volcanes). En la parte posterior se observa el domo Showa-Shinzan, formado en la década de 1940 y cuyo crecimiento fue muy bien documentado por Masao Mimatsu. (Foto: S. Vaca).

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

Actualización de la actividad interna y superficial del volcán Cotopaxi

Resumen

Se establece que actualmente el Cotopaxi ha iniciado un nuevo proceso eruptivo de baja intensidad, que por ahora presenta un nivel incluso menor a lo ocurrido entre agosto y diciembre de 2015. Las tendencias observadas en los parámetros de monitoreo indican que un cuerpo de magma relativamente desgasificado podría localizarse en zonas poco profundas debajo de la cumbre del Cotopaxi y que por el momento no hay evidencias claras de una recarga de un magma profundo. Adicionalmente, indican que el Cotopaxi actualmente funciona como un sistema abierto desde esas profundidades, en el cual las emisiones de ceniza pequeñas pueden iniciarse de forma repentina y sin señales premonitoras. Es importante recalcar que por ahora solamente se observa un claro incremento de los parámetros de monitoreo asociados a la emisión de gases volcánicos y nubes de ceniza.

Antecedentes

Los días 21 de octubre, y 24 y 26 de noviembre del 2022 se registraron emisiones de ceniza en el volcán Cotopaxi, todas acompañadas por una señal de tremor sísmico, como fue descrito en los Informes Volcánicos Especiales No 001, 002 y 003 (IGEPN, 2022a, 2022b, 2022c). Mientras que la caída de ceniza asociada a los dos primeros eventos se restringió a las inmediaciones del volcán, las condiciones climáticas, en particular la dirección y velocidad de los vientos, permitieron a la ceniza emitida el 26 de noviembre alcanzar los cantones Mejía y Quito (Provincia de Pichincha), a más de 80 km de distancia al volcán.

Figura 1.- Cotopaxi Cámara de monitoreo la Merced (26/11/2022). Se observa una emisión de gases y cenizas en dirección NNE.

Anexo técnico-científico

La observación y análisis de los parámetros de monitoreo, desde el mes de octubre hasta el momento de la publicación de este informe, indican las siguientes observaciones para los diferentes parámetros de monitoreo.

Análisis de Sismicidad

Las emisiones de ceniza observadas durante este periodo no han estado precedidas por incrementos en el número o tamaño de los eventos sísmicos. Solamente el tremor sísmico que las acompaña inicia y finaliza de forma abrupta (Figura 2).

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

Deformación

Los inclinómetros y la red de estaciones GPS del Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional registran una muy leve deformación del suelo con un patrón radial, indicando un movimiento de aproximadamente 2 mm desde el mes de agosto en la componente Norte (ver figura 3). Debido a que estos valores son cercanos al nivel de ruido de fondo, aún no es posible hacer interpretaciones respecto a este parámetro.

Figura 3.- Desplazamiento en mm (10-3 m) entre las estaciones cGPS VC1G y MORU, la serie de tiempo incluye los datos desde 2011 hasta el presente, la anomalía causada por el periodo eruptivo del Cotopaxi en 2015 es claramente visible. Así mismo, la imagen inferior muestra un zoom a los datos desde enero 2021, se puede ver un cambio en la tendencia desde más o menos agosto de 2022 que se podría interpretar como una tendencia de desplazamiento al norte (Imágen: M. Yépez / IGEPN).

Columnas de emisión de gases

Las emisiones de vapor de agua y gases observadas en el volcán Cotopaxi han incrementado su altura en las últimas semanas, alcanzando alturas de hasta 2.8 km sobre la cumbre el día 27 de noviembre de 2022, en clara relación con el aumento en las medidas de gases (Figura 4).

Figura 4.- Línea de tiempo de las emisiones de gas y ceniza en el volcán Cotopaxi Observadas desde la cámara de monitoreo Sincholagua, desde Octubre de 2022 hasta el 30 de noviembre de 2022 (Imagen: J.F. Vásconez).

Desgasificación

Las estaciones DOAS (Figura 5) y el sensor satelital TROPOMI (Figura 6) registran un incremento marcado en la emisión del gas magmático dióxido de azufre (SO₂) en el volcán Cotopaxi. Mediante varios sobrevuelos en las últimas semanas los técnicos del IG-EPN también pudieron medir las razones entre los gases CO₂, SO₂ y H₂S para constatar que los gases emitidos por el volcán Cotopaxi provienen de un magma relativamente desgasificado y poco profundo (3-4 km bajo la cumbre).

Figura 5.- La imagen superior muestra la sumatoria del número de medidas válidas registradas por la red de instrumentos DOAS desplegada en el Volcán Cotopaxi. Se observa una clara tendencia creciente desde mediados de octubre de 2022. La imagen inferior muestra en la misma escala el conteo de sismos de largo período (LP) por día para la estación de referencia BREF (Imagen: M. Almeida, V. Lema/ IG-EPN).

Figura 6.- El primer gráfico muestra la línea de tiempo de las emisiones de SO₂ detectadas por TROPOMI desde el 15/19/2022 hasta el presente, (fuente Mounts PBL 1km; Imagen J.F Vásconez/ IGEPN). El segundo gráfico muestra una imagen TROPOMI para el 26 de noviembre de 2022, la masa total de SO₂ es de 3293.8 ton.

Se realizó medición de razones gaseosas con un equipo Multigas (Aiuppa et al., 2004; Shinohara, 2005). A través de sobrevuelos (Figura 7) y ascensos a la cumbre del Volcán Cotopaxi se ha podido realizar mediciones de las especies gaseosas mayoritarias emitidas utilizando el equipo MultiGAS (Agua: H₂O, Dióxido de carbono: CO₂, Dióxido de azufre: SO₂ y Ácido sulfhídrico: H₂S). Durante el último sobrevuelo del 28/11/2022 se realizaron 3 cortes a la pluma de gas, un ejemplo de uno de ellos se puede ver en el recuadro de la Figura 7. Las razones CO₂/SO₂ se mantienen estables, sin embargo, la razón SO₂/H₂S ha mostrado un incremento desde su primera medición el 27 de octubre hasta la medición realizada durante este sobrevuelo triplicándose su valor. Estas razones continúan mostrando un origen magmático en la proveniencia de los gases.

Figura 7.-Derecha, vista del flanco suroriental del volcán desde los 6500 m snm. En el recuadro se puede observar el pico generado por los gases presentes en la pluma durante la transecta. Izquierda, personal del IG-EPN dentro del avión Twin Otter, realizando actividades de medición de gases y termografía (Fotos: M. Almeida, D. Sierra /IG-EPN).

Vigilancia Térmica
Durante el mes de noviembre, las imágenes térmicas obtenidas a través de sobrevuelos, con drones y con una cámara de banda infrarroja fija en Rumiñahui no muestran cambios significativos en las temperaturas medidas en el volcán, en lo que va del mes de noviembre el sistema de registro de anomalías termales FIRMS ha contabilizado 3 anomalías termales en el cráter del volcán Cotopaxi: una el día 1 de noviembre, dos el 28 y dos el 29 de noviembre. Ver figura 8.

Figura 8.- Fotografía del cráter del volcán e imagen térmica correspondiente tomada desde el suroccidente. Las imágenes fueron adquiridas durante el sobrevuelo de monitoreo realizado en el avión Twin Otter de la FAE la mañana del día 28 de noviembre de 2022. La imagen térmica muestra en colores amarillo- naranjado las zonas más calientes con temperaturas que no superan los 40 °C (Imágenes: M. Almeida, S. Vallejo/ IGEPN).

Nubes y caídas de cenizas
El Centro de Avisos de Cenizas Volcánicas de Washington (W-VAAC por sus siglas en inglés) reportó una difusa nube de ceniza visible en el satélite GOES-16 dirigida hacia el norte (Figura 9) a las 05h00 TL el 26 de noviembre (10h00 UTC) con una altura estimada entre 0.8 km sobre el nivel de la cumbre del Cotopaxi (6.7 km sobre el nivel del mar).

Figura 9.- Aviso de nube de ceniza de las 10h00 UTC del 26/11/2022 (fuente: W-VAAC).

Adicionalmente, un estudio detallado de la caída de ceniza del 26 de noviembre indica una dispersión hacia el nor-noroccidente (Figura 10) con una carga máxima en el Parque Nacional Cotopaxi (172 g/m²) equivalente a una caída moderada. El SNGRE reportó una caída leve en los cantones Quito y Mejía de la provincia de Pichincha. La masa total del depósito estimado con el mapa de isomasas y fórmulas empíricas (Bonadonna and Costa, 2013; Bonadonna and Houghton, 2005; Fierstein and Nathenson, 1992; Legros, 2000; Pyle, 1989) es de 7-20 × 10⁶ kg.

Figura 10.- Mapa de caída ceniza del volcán Cotopaxi, 26 de noviembre de 2022. 1: Isomasa de 10 g/m² sin tomar en cuenta la muestra de Uyumbicho; 2: isomasa de 10 g/m² considerando la muestra de Uyumbicho (40,6 g/m²). Los valores obtenidos en las zonas de Lasso han sido descartados debido a procesos de contaminación (vegetación, insectos y polvo de la carretera).

Adicionalmente, el análisis de la distribución granulométrica realizado con tamizaje manual (entre 1000 y 63 µm) y difracción láser (entre 5000 y 0.03 µm) en la muestra de Uyumbicho muestra que la ceniza es extremadamente fina (tamaño medio 0.053 mm) y bimodal (modo grueso a 136 µm y modo fino a 15 µm; Figura 11). Las cantidades de ceniza inhalable (PM100 = <100 µm, pueden ingresar al sistema respiratorio), torácica (PM10 = <10 µm; puede ingresar a los pulmones) y respirable (PM4 = <4 µm; puede ingresar en los alvéolos), indican que la ceniza tiene un potencial patológico moderado.

Figura 11.- Distribución granulométrica de la muestra recolectada en Uyumbicho el 26/11/2022 (tamizaje: Anaís Vásconez y Edwin Telenchana; difracción láser: Benjamin Bernard; síntesis y deconvolución: Benjamin Bernard; software deconvolución DECOLOG 6.0).

Escenarios Eruptivos para el Volcán Cotopaxi
(Actualización 28/11/2022)

En base a lo presentado anteriormente, se proponen tres escenarios eruptivos para el corto plazo (días a semanas). Los escenarios 1 y 2 tienen mayor probabilidad de ocurrir, mientras el escenario número tres es mucho menos probable. Los escenarios han sido elaborados en base a la información que se dispone al momento de la publicación de este informe. Estos escenarios pueden ir evolucionando dependiendo de lo que se observa en los parámetros de monitoreo.

1. Las emisiones de ceniza observadas a partir del 21 de octubre de 2022 corresponden a eventos similares a otros ocurridos durante estos últimos 7 años, por ejemplo, el del 27 de noviembre de 2021. Sin embargo, su frecuencia y magnitud ha aumentado sensiblemente, en relación directa al aumento de las emisiones de gases volcánicos. Lo más probable es que este tipo de eventos se repita e intensifique en el corto plazo (días a semanas), sin mostrar signos precursores, pero sin llegar a los niveles de 2015. En este escenario se esperaría que esta actividad llegue a un pico en el corto plazo y luego empiece a descender, debido a que hoy en día no hay evidencias de nuevas inyecciones de magma en zonas profundas. En este escenario es muy posible observar nuevas emisiones de ceniza pequeñas acompañadas de señales sísmicas de tremor similares a las ocurridas el 21 de octubre, 24 y 26 de noviembre. Dependiendo de la dirección y la velocidad de los vientos estas emisiones de ceniza podrían causar afectación leve en áreas cercanas al volcán.
2. Las emisiones de ceniza se intensifican hasta llegar a niveles similares a los observados a finales del año 2015. Este escenario se considera menos probable y en el mismo se esperaría observar una tendencia claramente ascendente en los parámetros de monitoreo (especialmente en la deformación y la actividad sísmica) y que los mismos se aceleran en el corto plazo. Hoy en día hay pocas evidencias de que esto esté sucediendo en el Cotopaxi. Dependiendo de las condiciones de velocidad y dirección del viento, estas emisiones de ceniza causarían una mayor 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 observado 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 corto plazo, así como otros parámetros de monitoreo (deformación y actividad sísmica), 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 parámetros 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 desencadenan lahares primarios en los principales drenajes del volcán, tal como se muestra en los mapas de peligros zona N, S y E (Mothes et al., 2016b, 2016a; Vásconez et al., 2015).

Referencias
Aiuppa, A., Burton, M., Murè, F., Inguaggiato, S., 2004. Intercomparison of volcanic gas monitoring methodologies performed on Vulcano Island, Italy. Geophysical Research Letters 31.
Bonadonna, C., Costa, A., 2013. Plume height, volume, and classification of explosive volcanic eruptions based on the Weibull function. Bulletin of Volcanology 75, 1–19.
Bonadonna, C., Houghton, B.F., 2005. Total grain-size distribution and volume of tephra-fall deposits. Bulletin of Volcanology 67, 441–456.
Fierstein, J., Nathenson, M., 1992. Another look at the calculation of fallout tephra volumes. Bulletin of volcanology 54, 156–167.
IGEPN, 2022a. Informe Volcánico Especial –Cotopaxi–2022-N° 001. Quito-Ecuador.
IGEPN, 2022b. Informe Volcánico Especial –Cotopaxi–2022-N° 002. Quito-Ecuador.
IGEPN, 2022c. Informe Volcánico Especial –Cotopaxi–2022-N° 003. Quito-Ecuador.
Legros, F., 2000. Minimum volume of a tephra fallout deposit estimated from a single isopach. Journal of Volcanology and Geothermal Research 96, 25–32.
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. Actualización Mapa de Amenazas del Volcán Cotopaxi, Zona Norte.
Pyle, D.M., 1989. The thickness, volume and grainsize of tephra fall deposits. Bulletin of Volcanology 51, 1–15.
Shinohara, H., 2005. A new technique to estimate volcanic gas composition: plume measurements with a portable multi-sensor system. Journal of Volcanology and Geothermal Research 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- Zona Oriental.

A. Vásconez, D. Andrade, D. Sierra, M. Almeida, M. Yépez., S. Hidalgo, B. Bernard, P. Mothes, S. Vaca, M. Ruiz
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional