¿Qué son los flujos de lodo o lahares?
Los lahares son mezclas de agua con sedimentos y escombros de rocas volcánicas, los cuales se desplazan pendiente abajo en los volcanes o laderas. También se los conoce con los nombres de “aluviones” o “flujos de escombros”.

Según el origen del agua existen dos tipos: 1) Los lahares “secundarios”, que son de pequeño tamaño y se producen principalmente cuando las lluvias removilizan el material suelto que está en la pendiente de un volcán y 2) Los lahares “primarios”, que son flujos muy voluminosos que se forman por el derretimiento súbito de importantes secciones del casquete glaciar en caso de una erupción volcánica (Figura 1). Lahares primarios se formaron, por ejemplo, en la última erupción grande del volcán Cotopaxi en el año 1877.

Figura 1.- A) Formación de lahares secundarios por lluvias. B) Formación de lahares primarios por erupción grande y derretimiento de los glaciares.

¿Qué son las obras de mitigación?
Por definición, la mitigación significa atenuar o reducir el impacto de una amenaza. Para el caso de los lahares, las obras de mitigación son cualquier estructura cuyo objetivo sea detener los sedimentos del flujo, disminuir su masa, su energía, su velocidad y por ende el impacto que puedan tener al alcanzar una zona poblada.

¿Existen obras de mitigación en nuestro país?
Por supuesto que sí, debido a que el Ecuador es un país muy lluvioso donde a menudo ocurren aluviones. En las quebradas se han construido variadas obras de infraestructura, como barreras, coladeras y canalizaciones instaladas en pequeños drenajes y quebradas (Figura 2). Estas obras están diseñadas para el caso de flujos lodosos, aluviones y lahares de pequeño tamaño, que por lo general no superan caudales de decenas de metros cúbicos por segundo.

Figura 2.- A la izquierda obras de mitigación de tipo barrera en una pequeña quebrada del Sector de Santa Rosa de Pomasqui (Quito). A la derecha obras de mitigación tipo cernidera en la quebrada Carretas sector del Portal Shopping.

Una comparación de volúmenes (el desastre de La Gasca)
El 31 de enero de 2022, un aluvión o flujo de lodo descendió por el sector de La Gasca, en el costado noroccidental de la capital ecuatoriana. Según estudios preliminares, el aluvión fue causado por las fuertes lluvias que ocurrieron esa tarde y noche en el sector. Lodo, escombros, árboles y hasta autos fueron arrastrados por el flujo, causando decenas de víctimas en ese barrio de Quito (Figura 3).

Figura 3.- Tareas de limpieza en el sector de la Gasca tras el descenso de un flujo de lodo y escombros, registrado en enero de 2022.

Se ha estimado que ese aluvión tuvo un volumen aproximado de 100 mil metros cúbicos y caudales máximos de entre 100 y 150 metros cúbicos por segundo al llegar a la zona poblada. Las obras de mitigación que existían en esa quebrada resultaron insuficientes y no evitaron la destructividad del flujo (Figura 4).

Figura 4.- Obras de mitigación en las quebradas de La Gasca que fueron superadas y no pudieron contener el aluvión en enero de 2022.

Los estudios realizados acerca de la erupción de 1877 del volcán Cotopaxi muestran que los lahares primarios tuvieron volúmenes de entre 60 y 80 millones de metros cúbicos en cada uno de los drenajes: Norte, que va en dirección del Valle de los Chillos (ríos Pita y Santa Clara); Sur, en dirección a Latacunga (río Cutuchi) y Oriental, en dirección del río Napo-Jatunyaku (Figura 5). Es decir, el volumen que podría producirse en una erupción del Cotopaxi similar a la de 1877 es 800 veces más grande que el desastre de La Gasca en cada uno de los principales ríos que descienden desde el Cotopaxi.

Figura 5.- Mapa regional de peligros del volcán Cotopaxi mostrando la zona multi-amenaza y los polígonos de afectación por flujos de lodo o lahares en un escenario tipo 1877.

Para descargar los Mapas de Amenaza del volcán Cotopaxi en formato PDF ingresa a este link: https://www.igepn.edu.ec/cotopaxi-mapa-de-amenza-volcanica

Para visitar el Mapa Interactivo de Amenazas del volcán Cotopaxi visita el siguiente link: https://www.igepn.edu.ec/mapas/amenaza-volcanica/mapa-volcan-cotopaxi.html

¿Qué son los “Sabo Dams”?
Al igual que nuestro país, Japón presenta frecuente actividad volcánica y clima lluvioso, por lo cual los lahares y aluviones son fenómenos frecuentes. Los japoneses son pioneros en las obras de mitigación para lahares. En áreas montañosas, donde estos flujos pueden tener impacto destructivo, los japoneses han diseñado y construido complejos sistemas de "represas de control" (llamadas “sabo dams”) para reducir el impacto de estos fenómenos naturales.

Los “sabos” no son simples represas, en realidad son complejos sistemas de gigantescas barreras, cedazos y mojones distribuidos a lo largo de drenajes peligrosos. Los diseños de los “sabos” son complejos y están pensados no solo en represar el flujo sino en reducir su masa y su velocidad en varias etapas (Figura 6).

Figura 6.- Diseño conceptual de un sistema de sabo dams para proteger una zona poblada.

Los sabo dams son obras colosales, ingeniosos sistemas de tamices de varios cientos de metros de ancho. A continuación, se muestran unos ejemplos de cómo se ven estos tamices gigantes en el Monte Tokachi, Japón. Estas fotos fueron tomadas en 2017, cuando personal del IG-EPN fue invitado a conocer estas obras de mitigación (Figura 7).

Figura 7.- Ejemplos de represas Sabo en Japón (Fotos: JICA/ IG-EPN).

A pesar de su apariencia, estas obras de mitigación fueron diseñadas para contener solamente aluviones y lahares secundarios de tamaño pequeño a moderado, que son producidos por lluvias fuertes como en La Gasca, porque en Japón no hay volcanes que tengan glaciares como el Cotopaxi. Diseñar obras de mitigación para los lahares primarios del Cotopaxi sería algo totalmente fuera de la escala, algo que jamás se ha hecho en el mundo.

Lecciones Aprendidas en Ecuador
El proceso eruptivo del volcán Cotopaxi en 2015 nos dejó lecciones. Los lahares secundarios que bajaron por el volcán rápidamente colapsaron los drenajes cercanos al cono y cubrieron la carretera de ingreso al Parque Nacional Cotopaxi, en varias ocasiones, a la altura de la quebrada Agualongo (Figura 8). Si bien la carretera ya se encuentra habilitada, aún varios años después, la quebrada no ha sido limpiada por completo. El volumen de aquellos lahares fue relativamente pequeño; por ejemplo, el 3 de abril de 2019 se registró el descenso de 40 mil metros cúbicos de material que fueron suficientes para interrumpirla por completo.

Figura 8.- Lahar secundario en la quebrada de Agualongo, con un volumen de 40 mil de metros cúbicos.

En caso de construirse, las obras de mitigación requieren mantenimiento y limpieza continua, para asegurar que estén operativas en caso de emergencia. La ausencia de ese mantenimiento puede provocar que las obras se vuelvan inútiles, como ha ocurrido en la quebrada de Agualongo.

¿Se pueden construir obras de mitigación para el Volcán Cotopaxi?
Se ha estimado que las potenciales pérdidas económicas en caso de ocurrir lahares primarios del Cotopaxi estarían en el orden de 20 a 30 mil millones de dólares. Esto sugiere que se debe considerar invertir en obras de mitigación. Sin embargo, ¿es técnicamente posible? ¿A qué costo? ¿En cuánto tiempo? Como ya se ha expuesto en el texto anterior, las obras de mitigación son una realidad en el mundo y en nuestro país, pero nunca se han diseñado o construido con el objetivo de detener volúmenes de 60-80 millones de metros cúbicos de material. Esto significa que la decisión de hacer esas inversiones tendría una gran incertidumbre debido a la falta de experiencia previa.

Las obras de mitigación toman tiempo en ser construidas, son costosas y requieren un fuerte soporte ingenieril para estar seguros de que su funcionamiento sea adecuado. Las obras de mitigación no son simples represas, son complicados sistemas de contención (como se ve en la Figura 6). Construcciones de ese tipo requieren profundos estudios técnicos e ingenieriles, para los cuales se necesitaría la mejor información científica sobre los lahares primarios del volcán Cotopaxi.

Es una tarea muy difícil evaluar si es posible construir obras de tal magnitud. A inicios de los 2000, técnicos de la Agencia de Cooperación Internacional del Japón (JICA), vinieron a estudiar el caso del volcán Cotopaxi y considerar la posibilidad de construir estas obras de mitigación. Ellos declararon que es poco viable, por los gigantescos volúmenes que se esperan en una erupción tipo 1877.

Para resumir
Se debe evaluar la posibilidad de construir obras de mitigación ante lahares del volcán Cotopaxi, pero debe hacerse de una manera responsable y basada en estudios técnicos y científicos de alto nivel. Por supuesto, dichos estudios técnicos y la potencial construcción podrían llevar años y la erupción podría llegar antes. Por ahora, no contamos con obras de este tipo, así que es fundamental preparar la respuesta a una emergencia, considerando lo que podemos hacer para reducir nuestras vulnerabilidades. El proceso de disminuir o eliminar la amenaza (los lahares) puede ser un camino largo y complejo.

Por ahora, el conocimiento del mapa de amenazas, las rutas de evacuación y el reconocimiento de sitios seguros son la mejor opción que tenemos para hacer frente a una potencial erupción tipo 1877.

Para saber más sobre rutas de evacuación, sirenas y sitios seguros visita el siguiente enlace: https://alertasecuador.gob.ec/

D. Sierra, A. Vásconez, D. Andrade
Corrector de Estilo: G. Pino
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional