REGISTRO SÍSMICO
Para vigilar al Sangay, el IG-EPN transmite y analiza en tiempo real los datos de los sensores sísmicos y acústicos locales y regionales. Sin embargo, la red local actualmente consiste en un único punto de monitoreo sismo-acústico, llamado SAGA y situado a unos 6 km de la cumbre. Adicionalmente, se utiliza las estaciones de PUYO y TAIS, ubicadas a 60 y 40 km de la cumbre, y que luego de un tratamiento específico, permiten registrar las señales sísmicas de los eventos grandes del volcán. Antes de la erupción del 05 de marzo, SAGA funcionaba de manera adecuada y, según esos datos, se registró un máximo de 6 explosiones de tamaño moderado en las 18 horas previas al inicio de la erupción. Este número es relativamente bajo, pero no inusual para este volcán dada su actividad continua.

Erupción 05 de marzo
A partir de las 21h45 (Tiempo Local) del 05 de marzo, SAGA y otros sensores sísmicos regionales comenzaron a registrar un intenso tremor sísmico asociado a una emisión de ceniza sostenida (Figura 1). Esta señal se caracterizó por una baja frecuencia y fue claramente visible en las estaciones regionales. Gracias a la comparación de los registros sísmicos (ver Figura 3, más adelante) se estableció que este episodio podía ser similar al ocurrido el 23 de enero. Sin embargo, el tremor fue sostenido en el tiempo y a las dos horas de duración se observaron pulsos de mayor amplitud, superando a lo observado en la erupción anterior. A las 23h50 se registró el mayor pico en la amplitud de la señal de sísmica y 30 minutos después se pudo observar en las imágenes satelitales el aumento del tamaño de la nube volcánica. Esta erupción duró 3 horas más antes de regresar finalmente a niveles de fondo. Debido a que los datos de SAGA dejaron de transmitirse después de las 02h43, fue necesario recurrir a los registros sísmicos de estaciones regionales para confirmar el fin de este pico de actividad.

Erupción 11 de marzo
En los días siguientes a la erupción del 5 de marzo, el volcán volvió a su estado anterior de actividad interna, que se caracterizaba por secuencias de explosiones intercaladas con horas o días de quietud. Durante todo este tiempo, SAGA dejó de funcionar, probablemente debido a la caída de ceniza sobre los paneles solares que impide la carga de las baterías que alimentan a la estación. En las primeras horas del 11 de marzo (Figura 2), se identificó un nuevo episodio de tremor de emisión en los sensores regionales filtrados para resaltar la actividad proveniente del Sangay. Con estos datos se pudo confirmar el inicio de un nuevo pulso eruptivo.

NUBES Y CAÍDAS DE CENIZAS
Durante la erupción del 05-06 de marzo se pudo observar en el satélite GOES-16 la aparición de una nube de ceniza que creció a partir de las 22h00 TL hasta alcanzar su altura máxima de más de 7 km sobre el nivel del cráter justo después de la medianoche (Fig. 4). La dirección de la nube de ceniza fue hacia el Occidente y Suroccidente a una velocidad de 5 m/s. A partir de las 03h00 TL del 06 de marzo, la altura de la emisión de ceniza disminuyó a 2 km sobre el nivel del cráter, dirigida hacia el Occidente y Suroccidente y continuó por varias horas. La nube eruptiva provocó caídas de ceniza moderadas a fuertes en la provincia de Chimborazo y Bolívar, pero alcanzó también las provincias de Cañar, Los Ríos y Guayas donde forzó el cierre temporal del aeropuerto de Guayaquil el día 06 de marzo.

Al inicio de la erupción del 11 de marzo el volcán Sangay estaba ya emitiendo ceniza y en el satélite GOES-16 se podía observar una nube eruptiva con una altura de 1.4 km sobre el nivel del cráter dirigida hacia el Noroccidente (Fig. 4). El incremento de la altura de la columna eruptiva se observó a partir de las 4h10 TL alcanzando cerca de 8.5 km sobre el nivel del cráter. La dirección predominante del viento durante esta erupción fue hacia el Occidente y Noroccidente con una velocidad de 10 m/s, provocando caída de ceniza moderada en la provincia de Chimborazo, incluyendo la ciudad de Riobamba, y de manera leve en Bolívar y Morona Santiago. Después de la erupción la altura de las emisiones de ceniza disminuyó rápidamente.

Gracias al recorrido realizado del 07 al 10 de marzo en la provincia de Chimborazo por un grupo de investigadores del Instituto Francés de Investigación para el Desarrollo (IRD) y del IG-EPN, se pudo hacer una evaluación preliminar de la cantidad de ceniza caída por la erupción del 05-06 de marzo y de sus características. La caída fue fuerte (> 1 kg/m2) en Palmira, Tixán, Alausí, Atapo, Gualiñag, Cashapamba, El Tingo y Atillo. También se registró caída moderada (0.1-1 kg/m2) en Guasuntos, Chunchi, Gonzol, Santa Rosa, Sagüin, Ichubamba bajo. En Guamote y Cebadas, la caída fue leve (<0.1 kg/m2).

Las muestras de ceniza colectadas se caracterizan por un tamaño de grano (Fig. 5) extremadamente fino (<<0.5 mm de diámetro) con una proporción de aproximadamente 10% inferior a 0.01 mm (PM10 ceniza que puede entrar en los pulmones) y 2.5% inferior a 0.004 mm (PM4 ceniza que puede entrar en los alvéolos de los pulmones). La ceniza es de color gris con fragmentos de colores negro y miel provenientes del magma juvenil de la erupción. Contiene además cristales de plagioclasa y piroxenos y algunos fragmentos oxidados rojizos. Las muestras recolectadas tras la erupción del 11 de marzo están aún bajo análisis.

ALERTAS TÉRMICAS
Las malas condiciones climáticas han sido casi permanentes en las inmediaciones del volcán Sangay, por lo que la extensa nubosidad no ha permitido una mejor detección de alertas termales por los sensores satelitales IR de MODIS y VIIRS en el período del 5 al 11 de marzo. Únicamente se han detectado 8 alertas termales el día 9 de marzo sobre el volcán, las que están asociadas con productos calientes en las cercanías del cráter, como se muestra en la figura 6.

GASES
Desde el inicio del actual periodo eruptivo, en mayo de 2019, el sensor satelital TROPOMI ha registrado de manera continua la desgasificación de dióxido de azufre (SO2) del volcán Sangay. Dichos valores son calculados por el proyecto MOUNTS e indican un incremento paulatino en la desgasificación a lo largo del tiempo como se puede observar en la figura 7. La línea negra de la figura indica la media móvil semanal o tendencia de los datos, para este caso, ascendente. Lo que significa que cada vez sale más SO2 del volcán. De igual forma la línea roja muestra el valor acumulativo, alcanzando hasta la fecha, 250 mil toneladas en casi dos años de actividad. Los picos de actividad más recientes del 06 y 11 de marzo muestran los valores más significativos de gas, en particular la ocurrida el 11 de marzo con un valor calculado de 31 mil toneladas, siendo este el más alto registrado durante todo el periodo eruptivo. Típicamente los valores altos se mantenían menores a las 5 mil toneladas como se muestran en la figura 7.

DEFORMACIÓN
Para el análisis de deformación, se realizó el procesamiento interferométrico de imágenes de Radar de Apertura Sintética (InSAR), con imágenes de Sentinel-1 de la Agencia Espacial Europea (ESA), utilizando el software ISCE y Mintpy. La figura 7 (superior) corresponde a un mapa de velocidades obtenido en base a InSAR con imágenes Sentinel-1 órbita descendente desde el 22 de enero de 2019 al 28 de febrero de 2021, con el método SBAS (por sus siglas en inglés Small Baseline).

Análisis e Interpretación de datos
Las zonas representadas en color amarillo - naranja (Fig. 7 superior) registran desplazamientos de los flancos del volcán a una velocidad de 8 cm en el periodo de tiempo estudiado (~4cm/año) en línea de vista del satélite (LOS, por sus citas en inglés). Este desplazamiento está considerado como deformación positiva conocida como “inflación”,

que se observa alrededor del volcán, en los flancos medios del edificio. Mientras que en la parte exterior de los flancos (colores celestes azules) presenta una zona con muy poca deformación o una tendencia negativa conocida como “deflación” a velocidades entre 0 y 4 cm en el periodo de tiempo observado.

En la zona Sureste, la coherencia es baja debido al material volcánico reciente, depositado en la zona por la actividad eruptiva (quebrada suroriental, depósitos de corrientes de densidad piroclásticas y flujos de lava). Estos depósitos nuevos y cambiantes impiden medir la deformación en esta zona.

Las series temporales (Fig. 8 inferior) muestran, en el mes de febrero, una tendencia positiva en el flanco Nororiental de ~ 1.2 cm, SE de ~0.9 cm y S 0.89 cm hasta el 22 de febrero. A partir del 22 hasta el 28 de febrero los flancos del volcán presentan una tendencia negativa de 0.1 cm en los flancos.

Por lo tanto, en base a las medidas más recientes de los flancos del volcán por medio de sensores remotos, se observa una tendencia positiva desde el mes de mayo 2019. Se observan dos cambios de pendiente, el primero a partir de noviembre de 2019 y el segundo, con una pendiente aún mayor a partir de agosto 2020. En las primeras tres semanas de febrero 2021 se mantiene este incremento y se puede interpretar como ascenso de magma hacia las partes medias del volcán.

CAMBIOS MORFOLÓGICOS EN LA QUEBRADA SURORIENTAL DEL VOLCÁN SANGAY
Durante el actual período eruptivo del volcán Sangay, los cambios morfológicos han sido evidentes. El principal cambio está asociado a la erosión en el flanco suroriental, que ha dado lugar a la formación de una amplia quebrada por la cual se encausan los flujos de lava y los flujos piroclásticos (corrientes de densidad piroclástica), asociados al colapso de los frentes de flujos de lava. Durante el último sobrevuelo efectuado en el mes de junio de 2020 (Fig. 9), se pudo medir el ancho máximo de esta quebrada en aproximadamente 390 ± 10 metros.

Gracias al procesamiento de las imágenes de amplitud (imágenes satelitales que miden la reflexión del rayo satelital sobre la superficie), se han podido realizar nuevas cuantificaciones de la abertura máxima de la quebrada suroriental. Se ha utilizado el procesamiento de la banda X (3,6 cm de longitud de onda, Terrasar), para observar los cambios entre las fechas del 12 al 23 de septiembre de 2020 (Fig. 10, Izquierda) y compararlos con los efectos entre el 24 de febrero y el 07 de marzo de 2021 (Fig. 10, Derecha). Como resultado, hacia septiembre de 2020, este valor se había incrementado, con una abertura máxima de aproximadamente 500 ± 20 metros, y finalmente entre febrero y marzo de 2021, se ha podido cuantificar este valor en aproximadamente 600 ± 40 metros. Estos valores muestran como resultado, un incremento de al menos 100 ± 50 metros cada 3 – 5 meses. Por supuesto, la tasa de erosión va a depender de los niveles de actividad del volcán (p.e., flujos de lava, flujos piroclásticos, explosiones), así como de otros agentes erosivos externos (p.e., lluvias, viento y la misma acción de la gravedad). Finalmente, esta erosión continuará hasta encontrar su nivel de estabilidad, es decir, cuando los materiales encuentren su punto de equilibrio.

SINTESIS DE LA ACTIVIDAD
En base a la información que disponemos, el presente periodo eruptivo, iniciado en mayo 2019 representa el de mayor magnitud de este volcán, en las últimas décadas. Este periodo se ha caracterizado por la emisión de flujos de lava, la frecuente destrucción de los mismos y la formación de columnas eruptivas que expulsan importantes cantidades de ceniza a la atmósfera. Cabe señalar que desde agosto-septiembre 2020, el nivel de actividad eruptiva se ha incrementado, produciendo fuertes erupciones el 20 de septiembre de 2020, así como las recientes erupciones del 5-6 y 11 de marzo de 2021. Este patrón de actividad nos indica que el volcán presenta una alta tasa de ascenso y acumulación de magma en su interior, lo cual sugiere que la actividad eruptiva continuará en las proximas semanas/meses.

ESCENARIOS ERUPTIVOS
En base a la información que se dispone de la actividad eruptiva, y al conocimiento geológico de este volcán, el IGEPN propone los siguientes escenarios eruptivos. Cabe recalcar que, estos escenarios se establecen en un instante dado con base en la actividad registrada por el volcán, así como las tendencias de cambio de la misma. Por tanto, son aplicables siempre y cuando la actividad no presente un cambio notable, y deberán ser revisados si las condiciones del volcán así lo ameriten. Aunque no se establece una probabilidad numérica de ocurrencia de cada escenario, el Instituto Geofísico presenta de forma cualitativa la posibilidad de ocurrencia de cada uno. Los escenarios se presentan en el siguiente orden: más probable, menos probable y muy poco probable.

Escenario más probable: continúa la actividad eruptiva, con eventuales picos de actividad, emisiones leves a importantes de ceniza y potencial remoción de escombros en la quebrada suroriental.
La actividad eruptiva continúa alternando fases de mayor actividad (emisiones de columnas de ceniza superiores a los 2 km de altura y de larga duración (horas), similares a 8-9 de junio 2020, 20 de septiembre 2020, 23 de enero 2021, 5-6 y 11 de marzo 2021) y fases de menor actividad (columnas de ceniza menores que 2 km de altura). Este escenario implica la emisión ocasional de flujos de lava, principalmente dentro de la quebrada suroriental, con los consiguientes colapsos de frente de lava, que, a su vez, producen flujos piroclásticos que descienden por la cabecera del Río Volcán (muy pocos llegan a la confluencia con el Río Upano). En este escenario, los principales fenómenos que pueden afectar a la población son: (1) leves a fuertes caídas de ceniza debido a la actividad explosiva, emisión sostenida de ceniza, y a la removilización del material previamente depositado. El transporte de las nubes de ceniza está controlado por la dirección y velocidad del viento, que es típicamente dirigida hacia el occidente y noroccidente, con eventuales variaciones al norte y suroriente del volcán. (2) la generación de flujos de escombros (lahares) en los ríos Volcán y Upano, asociados a la remoción del material volcánico depositado por efecto de las fuertes lluvias,

Escenario menos probable: nueva erupción mayor.
El volcán presenta un patrón ascendente y repentino de su actividad eruptiva, asociado con un incremento fuerte de la tasa de emisión de magma. En este escenario se podría generar una fase explosiva mayor como la ocurrida en el año 1628 durante la cual se reportaron fuertes caídas de ceniza en Riobamba y sus alrededores, y en la cual, según los reportes históricos, la nube de ceniza llegó a obstruir la luz del sol, por varios días. Este escenario estaría caracterizado por la generación de nuevos flujos piroclásticos que tendrían un mayor alcance, pero sin llegar a poner en riesgo zonas pobladas. Así como, la formación de columnas de emisión de ceniza de mayor altura, las cuales provocarían grandes impactos a nivel regional, particularmente en la agricultura y ganadería. Este tipo de erupción es similar a las ocurridas en los volcanes Tungurahua (2006) y Reventador (2002). No se descarta que, en caso de una erupción mayor, puedan colapsar diferentes sectores de la quebrada suroriental, generando flujos de escombros (lahares) de mayor magnitud a los observados anteriormente en los ríos Volcán y Upano.

Escenario muy poco probable: disminución de la actividad.
El volcán habría alcanzado el clímax de la erupción en las circunstancias actuales y su actividad comenzaría a descender de manera lenta, pero progresiva, en los próximos días a semanas. Este decrecimiento podría ser comparable a los niveles de actividad de los años 2016 y 2017 en el mismo volcán. La emisión de lavas y los consecuentes flujos piroclásticos van disminuyendo en frecuencia y alcance, y las emisiones de ceniza tienden a disminuir. En base a los datos que disponemos a la fecha, este escenario es muy poco probable a corto plazo.

RECOMENDACIONES GENERALES

No acercarse a las zonas de peligro del volcán Sangay. En caso de estar en zona de caída de ceniza protegerse con mascarilla, gafas de protección y limitar su exposición (más información: http://www.ivhhn.org/es/ash-protection). Mantenerse informado de la evolución de la actividad eruptiva en la página web del Instituto Geofísico y en sus redes sociales Twitter, Facebook y Telegram. Seguir las recomendaciones de las autoridades de gestión de riesgos (SNGRE y GADs). EL IGEPN se mantiene atento a la evolución de la actividad en el volcán Sangay e informará de sus pormenores.

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Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional