Seguimiento
Cumpliendo con los objetivos del Proyecto “HIP Preparativos Sangay”, financiado por la Oficina de Ayuda Humanitaria y Protección Civil de la Comisión Europea (ECHO) y ejecutado por el Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo (PNUD), entre el 30 de noviembre y el 02 de diciembre de 2022, técnicos del Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional (IG-EPN) realizaron la visita a los Docentes de las Unidades Educativas de los cantones Guamote y Colta y a Técnicos de las Unidades de Gestión de Riesgo de Pallatanga, Cumandá y Colta para dar seguimiento a la réplica del Taller Interactivo sobre Peligros Sísmicos y Volcánicos.

El objetivo de replicar este Taller es que más personas se encuentren capacitadas y preparadas sobre los Peligros Sísmicos y Volcánicos, y así minimizar los efectos negativos de eventos adversos (como erupciones volcánicas y terremotos) sobre la salud y los medios de vida, especialmente en relación con la caída de ceniza.

El día miércoles 30 de noviembre de 2022, se visitó a los Técnicos de las UGR de los cantones Pallatanga y Cumandá, los cuales impartirán el Taller en las comunidades rurales de sus cantones. Además, se entregó folletos sobre “El Volcán Sangay” y “¿Qué son los Sismos?” en los GAD parroquiales y cantonales para que sean compartidos con su población (Fig. 1).

Figura 1. Entrega de folletos a los representantes de los GADs (Fotos: E. Telenchana / IG-EPN).

El día jueves 01 de diciembre de 2022 se visitó a los Docentes de las UE Emilio Uzcátegui, Ñukanchik Yachay, Humberto García Ortiz, 23 de Julio y Puertas del Oriente, pertenecientes a la parroquia de Cebadas, para hacer el seguimiento del Taller interactivo sobre Peligros Sísmicos y Volcánicos en sus instituciones. En varias de las instituciones el Taller ya se había impartido con los estudiantes, docentes y padres de familia. Además, se entregó folletos y libros alusivos al tema (Fig. 2).

Figura 2. Momentos con los Docentes de las UE del cantón Guamote y entrega de folletos (Fotos: A. Vásconez y E. Telenchana / IG-EPN).

El día viernes 02 de diciembre de 2022, se realizó el acompañamiento del Taller Interactivo sobre Peligros Sísmicos y Volcánicos con los Docentes de las UE Héroes del Cenepa de la parroquia Palmira del cantón Guamote (Fig. 3), y Tomás Oleas del cantón Colta (Fig. 4). En el primer caso, el taller fue impartido a estudiantes de 1ro, 2do y 3ro de Bachillerato. En la segunda institución el taller se replicó con el personal docente. Del mismo modo, se entregó folletos alusivos al tema y refrigerios a los participantes de los talleres.

Figura 3. Momentos del Taller Interactivo sobre Peligros Sísmicos y Volcánicos con los Docente de la UE Héroes del Cenepa (Fotos: A. Vásconez y E. Telenchana / IG-EPN).

Figura 4. Momentos del Taller Interactivo sobre Peligros Sísmicos y Volcánicos con los Docente de la UE Tomas Oleas (Fotos: A. Vásconez y E. Telenchana / IG-EPN).

Trabajo de Campo
Por otra parte, se aprovechó la salida para recolectar muestras de ceniza asociadas a las emisiones ocurridas entre el 18 de octubre y el 30 de noviembre de 2022 y realizar el mantenimiento de los cenizómetros (Fig. 6). Durante este periodo se han reportado 187 alertas de dispersión de ceniza poco energéticas, excepto la del 4 de noviembre que alcanzó los 7500 metros de altura sobre el nivel de cráter, y una distancia de hasta 550 km desde el volcán, según los reportes satelitales del Centro de Alertas de Ceniza Volcánica de Washington (Washington VAAC). Estas emisiones de ceniza se dirigieron principalmente hacia el occidente y noroccidente del volcán, sobrepasando la línea costera y provocando caída de ceniza principalmente en la provincia de Chimborazo.

La red de cenizómetros permitió cuantificar la cantidad de ceniza en cada una de las siguientes poblaciones (Fig. 5):

• Caída moderada: Flores (267.1 g/m²), Retén (214.2 g/m²), San Antonio (175.4 g/m²), Rayoloma (186.2 g/m²), Cebadas (158.6 g/m²), San Nicolás (145.9 g/m²), Piscinas de Atillo (137 g/m²), Punto Cero Atillo (129.1 g/m²), Cashapamba (128.6 g/m²), Guamote (127.7 g/m²), Cebadas 02 (126.8 g/m²).
• Caída leve: Pancún (90.7 g/m²), Utucún 4 Esquinas (88.9 g/m²), Palmira (57.1 g/m²), Atapo Santa Cruz (53.3 g/m²), Chauzán 01 (48.2 g/m²), Palmira Dávalos (27.1 g/m²), Juan de Velasco (23.9 g/m²), Alausí (21.5 g/m²), Colta (13.1 g/m²), Chaguarpata (12.6 g/m²), Huigra (12.6 g/m²), Cumandá (10.3 g/m²).
• Caída muy leve: Pallatanga (8.9 g/m²).

Figura 5. Cenizómetros del Instituto Geofísico (IG-EPN) y de los Observadores Volcánicos (OV) más la carga de ceniza, localizados al occidental del volcán Sangay (Fuente: Google Earth Pro).

Figura 6. Mantenimiento de la red de cenizómetros con contenido muy leve a moderado de ceniza en varias comunidades de la provincia de Chimborazo, por parte del personal del IG-EPN (Fotos: A. Vásconez y E. Telenchana/IG-EPN).

También se visitó a los Observadores Volcánicos para entregarles la “Guía sobre Observadores”, y recolectar los filtros correspondientes a los mantenimientos de sus cenizómetros (Fig. 7).

Figura 7. Mantenimiento de los cenizómetros con los Observadores Volcánicos de varias comunidades de las Parroquias de Cebadas y Palmira. (Fotos: A. Vásconez, M. Encalada y E. Telenchana/IG-EPN).

E. Telenchana, A. Vásconez
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional

El 21 de octubre y el 26 de noviembre de 2022 el volcán Cotopaxi produjo dos caídas de ceniza, la primera restringida en la zona cercana al volcán y la segunda, mucho más amplia afectando incluso a la parte sur de Quito.

La ceniza de ambos eventos fue recolectada por personal del Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional (IG-EPN) lo más pronto posible después de las caídas y se inició el proceso de preparación de las muestras para su análisis y posterior interpretación. Este es un procedimiento estandarizado en el que se siguen una serie de pasos para asegurar la calidad de los resultados. Aquí les presentamos cómo trabajamos con la ceniza volcánica.

¿Cómo se recolecta la ceniza volcánica?

Tenemos al menos dos posibilidades:

1.- Toma de muestras directamente sobre las superficies afectadas: Lo ideal es recoger la ceniza depositada sobre una superficie previamente limpia. Por ejemplo, sobre un techo limpio, sobre el capó o el parabrisas de un vehículo limpio, u otro. Es importante medir el área de recolección para calcular la carga (masa de ceniza por unidad de área, típicamente expresado en kg/m² o g/m²). Si el depósito tiene más de 1 mm de espesor, también se puede medir este parámetro (Figura 1).

Figura 1.- Fotos de los depósitos asociados a la caída de ceniza del 21/10/2022. A: Refugio del Cotopaxi (foto: Benjamin Bernard, IG-EPN); B: Carro cubierto de ceniza (foto: Cristian Rivera, ASEGUIM); C: panel solar de una estación del INAMHI (foto: Marco Solís/ IG-EPN).

2.- Toma de muestras en cenizómetros: El personal del IG-EPN ha diseñado recolectores especiales de ceniza llamados cenizómetros (Bernard, 2013). Se han instalado cenizómetros en zonas cercanas a volcanes activos y también en todo el territorio ecuatoriano gracias a la Red de Observadores Volcánicos del Ecuador (ROVE). Estos dispositivos ayudan a la medición (espesor, carga y densidad) y recolección de la caída de ceniza y también se utilizan en otros países como Perú, Colombia, Chile, Costa Rica, Nicaragua y Guatemala. Una vez que cae la ceniza, se mide el espesor (hasta 0,1 mm según el modelo) y se recoge el material. Luego se limpia el cenizómetro y queda listo para una siguiente caída. Estos cenizómetros tienen la gran ventaja de permitir el muestreo de la ceniza (aún en caso de eventos con muy poca ceniza emitida) y proteger la ceniza del viento o la lluvia, de tal manera que la muestra que se obtiene es prácticamente inalterada (Figura 2).

Figura 2.- Fotos de cenizómetros instalados por personal del IG-EPN. A: Machachi, provincia de Pichincha (foto: B. Bernard, IG-EPN); B: Palmira, provincia de Chimborazo (foto: B. Bernard/ IG-EPN).

Independientemente del método de recolección, la muestra es sellada en una funda plástica y etiquetada para su posterior análisis. La información clave que debe tener la etiqueta es el nombre del lugar de muestreo con las coordenadas GPS (latitud, longitud y altitud), la fecha de recolección y el área de muestreo. Se puede añadir información sobre la humedad, la masa in situ, indicios de alteración o contaminación de la muestra, etc. (Figura 3).

Figura 3.- Filtros de cenizómetros y muestras de ceniza colectados cerca del volcán Cotopaxi el 29/11/2022 (fotos: B. Bernard/ IG-EPN).

¿Cómo se analiza la ceniza volcánica?

Secado de las muestras: El primer paso del análisis de la ceniza es secar las muestras en una mufla (horno especial de laboratorio) a una temperatura de 40 a 60 °C por 24 a 48 horas dependiendo de su humedad (Figura 4).

Figura 4.- Mufla de secado de muestras (foto: S. Hidalgo, IG-EPN).

Pesado de las muestras: En el segundo paso se pesa la ceniza seca con una balanza electrónica. Esto permite calcular con precisión la carga de ceniza seca en los diferentes sitios de muestreo y determinar si la caída de ceniza es muy leve (<10 g/m²), leve (10-100 g/m²), moderada (100-1000 g/m²), fuerte (1-10 kg/m²) o muy fuerte (>10 kg/m²). El nivel de impacto de la caída de ceniza sobre la agricultura, la ganadería y las infraestructuras depende en gran medida de la carga. Por ejemplo, una caída muy leve no provoca daños significativos en cultivos como la papa y el maíz, mientras que una caída muy fuerte puede provocar su destrucción total (Figura 5).

Figura 5.- Pesado de la ceniza en balanza electrónica (foto: S. Hidalgo/ IG-EPN).

Tamizado de las muestras: Este ensayo utiliza tamices con aperturas de diferentes diámetros y tiene dos propósitos. En primer lugar, permite obtener la distribución de tamaño de las partículas desde 45 mm hasta 63 µm (0,063 mm). El IG-EPN completa el análisis granulométrico utilizando un analizador de partículas que mide con un láser el tamaño de las partículas entre 5 mm y 30 nm (0,00003 mm). Así se puede clasificar y determinar si la ceniza puede tener afectación a la salud, ya que cuanto más fina es la ceniza, más profundo ingresa en nuestro sistema respiratorio. En segundo lugar, el tamizado separa la ceniza por tamaño, lo cual es necesario para comprender los dinamismos eruptivos, en particular el grado de fragmentación del magma (Figura 6).

Figura 6.- Distribución granulométrica de la muestra recolectada en el refugio del Cotopaxi el 22/10/2022 (tamizaje: Anaís Vásconez y Edwin Telenchana; difracción láser: Benjamin Bernard; síntesis y deconvolución: Benjamin Bernard; software deconvolución DECOLOG 6.0).

Clasificación de la ceniza: Se selecciona una o más fracciones de un tamaño representativo de la muestra de ceniza para observarlas con un microscopio binocular (Figura 7). Para facilitar el análisis primero se lava las fracciones deseadas en un baño de ultrasonido para que los granos estén perfectamente limpios. El análisis con el microscopio binocular permite identificar los componentes de la ceniza. La ceniza volcánica puede tener material juvenil (el cual representa directamente al magma que está generando la actividad volcánica), material accidental (que proviene típicamente del conducto volcánico y se ha acumulado durante erupciones pasadas), material híbrido (proveniente de la interacción del magma con el sistema hidrotermal del edificio volcánico), entre otros (Figura 8).

Figura 7.- Microscopio binocular equipado con cámara para observación y clasificación componentes (foto: S. Hidalgo, IG-EPN).

Figura 8.- Componentes de la ceniza recolectada en el refugio del Cotopaxi el 22/10/2022 visto en microscopio binocular (fotos: Benjamin Bernard, IG-EPN). A1: fragmento accidental gris; A2: fragmento accidental hidrotermal con pirita; A3: fragmento accidental rojizo oxidado; J1: fragmento juvenil oscuro; J2: fragmento juvenil gris; J3: fragmento juvenil miel.

Separación de la ceniza: Se escoge bajo el microscopio binocular los granos de material juvenil con el fin de identificar las características del magma que está produciendo la actividad volcánica. El material juvenil tiene un aspecto fresco (sin ningún tipo de alteración), brillo vítreo, es angular y generalmente presenta vesículas (estructuras redondeadas que se forman debido a la presencia de burbujas de gas en el magma; Figura 9).

Figura 9.- Selección individual de los granos bajo microscopio binocular (foto: S. Hidalgo/ IG-EPN).

Análisis textural de la ceniza: Los granos seleccionados se pueden analizar en un microscopio electrónico de barrido (SEM=Scanning Electron Microscope) o, para mayor precisión, pueden ser pegados con una resina especial sobre un soporte que permitirá su análisis en un instrumento llamado microsonda electrónica (EMP= Electron microprobe). Como no existe este tipo de instrumento en el Ecuador, el IG-EPN envía los granos seleccionados al Laboratorio Magmas y Volcanes en Clermont-Ferrand, Francia, donde nuestros colegas y colaboradores preparan las muestras en los soportes, las pulen y las cubren con una capa de carbono para que se pueda realizar el análisis puntual por bombardeo de electrones a la muestra. Este instrumento permite tomar imágenes de altísima resolución de los granos de ceniza analizados y comprobar su carácter juvenil (Figura 10).

Figura 10.- Imágenes con microscopio binocular (izquierda) e imágenes con microsonda electrónica (derecha) de granos de ceniza de la fracción 250-355 µm de diámetro. Se observa claramente las vesículas en los granos y el vidrio volcánico inalterado. La partícula gris es la más cristalina y masiva mientras que la partícula miel es la más vidriosa y vesiculada. Imágenes y análisis: Jean-Luc Devidal (LMV, Clermont Ferrand).

Análisis químicos de la ceniza: la microsonda electrónica permite además obtener la composición química del vidrio volcánico y de los minerales de la ceniza. Estos resultados se grafican en diferentes diagramas para clasificar al magma en función de su composición química, y para compararla con composiciones del mismo volcán u otros volcanes de similar comportamiento. Esto permite determinar la naturaleza del magma y aporta a la generación de los escenarios eruptivos (Figura 11).

Figura 11.-Ejemplo de diagrama CaO (óxido de calcio) vs. SiO₂ (sílice), en porcentaje en peso (wt. %). Se ha graficado los análisis de las cenizas del Cotopaxi del 2015 para comparación (Gaunt el al., 2016 e Hidalgo et al., 2018). Se observa que los granos del 2022 son más máficos (menor contenido de sílice) que los del 2015. Esto indica la participación de un magma juvenil más máfico como responsable de la actividad actual del Cotopaxi.

Condiciones pre-eruptivas del magma: Con las composiciones del vidrio de la matriz y de los minerales se puede aplicar geotermómetros y geobarómetros especializados (Putirka, 2008) que permiten calcular la temperatura y otros parámetros, a los cuales se encontraría el magma en el reservorio o cámara magmática. En este caso las temperaturas calculadas en base a estas composiciones están entre 850 y 1050 °C.

El IG-EPN seguirá recolectando la ceniza proveniente del Cotopaxi con el fin de entender de mejor manera el origen del magma responsable de la actividad volcánica actual y de generar escenarios eruptivos acordes con sus características.

Estos análisis de alta precisión son posibles gracias a la colaboración que el IG-EPN mantiene con el Instituto Francés de Investigación para el Desarrollo (IRD), el Laboratorio Magmas y Volcanes de Clermont-Ferrand y el Departamento de Geología de la EPN.

Referencias

• Gaunt, H. E., Bernard, B., Hidalgo, S., Proaño, A., Wright, H., Mothes, P., et al. (2016). Juvenile magma recognition and eruptive dynamics inferred from the analysis of ash time series: The 2015 reawakening of Cotopaxi volcano. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 328, 134–146. https://doi.org/10.1016/j.jvolgeores.2016.10.013
• Hidalgo, S., Battaglia, J., Arellano, S., Sierra, D., Bernard, B., Parra, R., et al. (2018). Evolution of the 2015 Cotopaxi eruption revealed by combined geo- chemical and seismic observations. Geochemistry, Geophysics, Geosystems, 19. https://doi.org/10.1029/ 2018GC007514
• Putirka, K. D. (2008). Thermometers and barometers for volcanic systems. Reviews in Mineralogy and Geochemistry, 69(1), 61–120. https://doi. org/10.2138/rmg.2008.69.3

P. Samaniego, J.L. Devidal, F. Schiavi
Centre national de la recherche scientifique
Institut de Recherche pour le Développement
Laboratoire Magmas et Volcans
Université Clermont – Auvergne
Observatoire de Physique du Globe de Clermont-Ferrand

D. Narváez
Departamento de Geología
Escuela Politécnica Nacional

S. Hidalgo, B. Bernard, A. Vasconez, E. Telenchana, M. Almeida, M. Córdova, M. Encalada, F.J. Vásconez, D. Sierra.
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional

El 09 de diciembre de 2022, personal del Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional (IG-EPN) efectuó un sobrevuelo alrededor del volcán Cotopaxi con el objetivo de medir las temperaturas en la zona del cráter y además medir los gases emitidos por el volcán. Este sobrevuelo se realizó gracias al apoyo de las Fuerzas Armadas, la Presidencia, el Ministerio de Defensa, la Secretaría de Comunicación de la Presidencia y la Gobernación de Cotopaxi a través de la gestión del Servicio Nacional de Gestión de Riesgos y Emergencias (Foto 1).

Foto 1.- Personal del IGEPN y Fuerzas Armadas, Grupo Tucanes, que participó en el sobrevuelo al Volcán Cotopaxi (09 de diciembre de 2022, FFAA).

En el marco de este sobrevuelo se realizó la toma de imágenes térmicas usando una cámara infrarroja portátil, además de medidas de CO₂, SO₂ y H₂S usando un equipo multiGAS y observaciones mediante cámaras visuales convencionales.

Durante el sobrevuelo el volcán permaneció cubierto por una nube lenticular sobre el cráter (Foto 2). Esto impidió realizar tomas directas del mismo. Sin embargo, se pudo apreciar la constante emisión de una columna de gas con bajo contenido de ceniza, que alcanzaba 500 metros sobre la cumbre (Foto 2). De igual manera, se pudo apreciar una capa de ceniza que cubría el flanco suroccidental del edificio volcánico.

Foto 2.- Izquierda: Nube lenticular cubriendo el cráter del Cotopaxi, vista desde el sureste (S. Hidalgo/IG-EPN). Derecha: Emisión de gases volcánicos emitida desde el cráter del volcán vista desde el suroccidente (R. Valdez). Nótese la nube lenticular y la ceniza depositada sobre el flanco suroccidental.

Las imágenes infrarrojas adquiridas durante el vuelo permitieron identificar con claridad el contraste de temperatura entre esta nube meteorológica (que está fría, y se la representa en color azul) y la emisión de los gases volcánicos provenientes del cráter del volcán (que está caliente, y se la representa en colores rojos, amarillos y verdes, Foto 3). La temperatura de estos gases disminuye progresivamente a medida que son trasladados por los vientos y se van alejando del cráter. La emisión de gases desde el cráter estuvo dirigida hacia el occidente. Finalmente, detrás de los gases volcánicos, se identifica la zona de fumarolas de la pared de Yanasacha (óvalo entrecortado, Foto 3).

Foto 3.- Imagen térmica mostrando el contraste de temperaturas entre la emisión de gases volcánicos y las nubes meteóricas (09 de diciembre de 2022, M.F. Naranjo/IG-EPN. Imagen visual - R. Valdez).

Adicionalmente, el equipo multiGAS permitió medir con precisión las concentraciones de SO₂ y H₂S en la pluma de gas volcánico. Las razones SO₂/H₂S están alrededor de 20, observándose un incremento desde el inicio de la actividad volcánica que se dio a finales de octubre de este año. Estos valores indican un origen magmático para el gas emitido por el volcán Cotopaxi.

S. Hidalgo, M. Naranjo, E. Telenchana, M. Almeida, A. Vásconez
Corrector de Estilo: G. Pino
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional

Un grupo de técnicos de las áreas de Instrumentación y Vulcanología del Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional (IG-EPN) realizaron trabajos en el flanco oeste del volcán Cotopaxi, el viernes 02 de diciembre de 2022. El objetivo principal fue realizar la incorporación de un instrumento permanente de medición de gases MultiGAS a la estación multiparamétrica NASA, ubicada unos 5 km al Oeste del cráter.

Figura 1.- Instalación del instrumento MultiGAS permanente donado por el USGS-VDAP en la estación NASA, ubicada a 5km al oeste del cráter del volcán Cotopaxi (Foto: S Hidalgo, D. Sierra / IG-EPN).

El Instumento MultiGAS (Aiuppa et al., 2004; Shinohara, 2005), es un instrumento que permite la medición de las especies gaseosas mayoritarias emitidas por los volcanes, siendo éstas: Agua (H₂O), Dióxido de Carbono (CO₂), Dióxido de Azufre (SO₂) y Ácido Sulfhídrico (H₂S). El instrumento detecta las concentraciones de dichos gases y permite determinar las relaciones entre ellas, asumiendo que el gas emitido es una muestra homogénea. La estación MultiGAS fija fue donada por el Volcano Disaster Assistance Program (VDAP) del Servicio Geológico de Estados Unidos (USGS). El IG-EPN trabaja de la mano con el USGS-VDAP para el intercambio de conocimientos, experiencias y para el fortalecimiento de las redes de monitoreo en los volcanes de Ecuador.

Figura 2.- Inslalación del instrumento MultGAS en la estación NASA, gracias a la colaboración del VDAP y de la USGS (Fotos: D. Sierra / IG-EPN).

La medición de las relaciones entre especies gaseosas mayoritarias fue realizada en el volcán Cotopaxi durante su proceso eruptivo en 2015, y se ha retomado desde mediados de octubre de 2022 cuando el volcán volvió a presentar emisiones de gases y ceniza. Dichas mediciones se han realizado mediante sobrevuelos facilitados por la FAE (mediante el Escuadrón de Transporte Liviano Nro. 1113 “Tucanes”, gracias a la gestión del SNGRE) y misiones de ascenso al cráter. Sin embargo, debido a la actividad cada vez más continua que ha ido aumentando de manera progresiva en el volcán, se decidió la instalación de un instrumento fijo que esperamos provea mediciones complementarias con mayor frecuencia para mejorar la interpretación del comportamiento del volcán Cotopaxi.

El Cotopaxi es el volcán mejor vigilado del país y uno de los mejor vigilados del mundo, cuenta con más de 60 instrumentos en funcionamiento incluyendo: estaciones sísmicas, GPS continuo, inclinómetros, cámaras de rango visual, cámaras infrarrojas, detectores de SO₂ y detectores de lahares. Al momento de la emisión de este reporte, la actividad del volcán Cotopaxi es: Interna Moderada con tendencia Ascendente, y Superficial Moderada con tendencia Ascendente.

D. Sierra, S. Hidalgo, M. Almeida, J. Mejia, S. Arrais
Corrector de Estilo: G. Pino
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional

La MSc. Patricia Mothes, actual Jefa del Área de Vulcanología del Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional (IG-EPN), recibió el premio “Gran Collar Barón de Carondelet”, una distinción que se otorga a aquellas personalidades extranjeras que han contribuido al desarrollo y progreso de la ciudad de Quito (Figura 1).

Figura 1.- Patricia Mothes recibe el premio “Gran Collar Barón de Carondelet” por sus contribuciones al desarrollo de la ciudad de San Francisco de Quito, a través de la Vulcanología y las Ciencias de la Tierra.

El pasado 06 de diciembre de 2022, durante la sesión solemne de los 488 años de la Fundación de la ciudad de San Francisco de Quito se le confirió esta distinción a la MSc. Patricia Ann Mothes. La condecoración otorgada por el Municipio del Distrito Metropolitano de Quito consiste en una Medalla Dorada con el Escudo de Armas de Quito y un Diploma de Honor. El premio es un reconocimiento a su aporte al conocimiento científico y al monitoreo de la actividad volcánica en Ecuador.

Patricia Ann Mothes nació en West Virginia, Estados Unidos, en 1957 y se formó como Geógrafa, para obtener posteriormente su maestría en la Universidad de Austin-Texas, tras lo cual dedicaría su vida a la Vulcanología (Figura 2). Patricia Mothes vino a Ecuador en 1986 y se enamoró de su cultura, de sus paisajes, sus tradiciones y sobre todo de sus volcanes, mudándose a vivir permanentemente en Ecuador para trabajar en la Escuela Politécnica Nacional como investigadora y docente.
Está casada con el Dr. Minard Hall (quien es el cofundador del IG-EPN), junto a quien realiza investigación geológica en sus tiempos libres a pesar de estar retirado. Patricia Mothes es un claro ejemplo de dedicación y amor a la ciencia. Durante su carrera ha escrito más de 150 artículos científicos, más de 10 capítulos de libros y ha presentado más de 80 posters y ponencias en eventos nacionales e internacionales. Adicionalmente, ha encabezado múltiples proyectos de vinculación e investigación.

Figura 2.- (Izq.) Ilustración de la MSc. Patricia Mothes realizando tareas de capacitación a la población (Ilustración: La Incre). (Der.) La MSc. Patricia Mothes junto a miembros del SNGRE y del IG-EPN durante el proceso de validación de Mapas de Amenaza del Volcán Cotopaxi en 2015 (Foto: G. Pino).

Patricia Mothes o “Patty”, como cariñosamente se la conoce, es además un personaje muy mediático, pues ha aparecido incontables veces en entrevistas y programas de radio y televisión. Es muy querida por las comunidades aledañas al volcán Tungurahua, con quienes trabajó codo a codo por casi dos décadas, tiempo que duró el período eruptivo de dicho volcán.

En 2017, tomando como inspiración su imagen y su característica indumentaria, se hizo el lanzamiento oficial del personaje institucional del IG-EPN: “Patty la Vulcanóloga”. Según su creador, el Ing. Daniel Sierra, la inclusión de un personaje caricaturesco en el material de difusión permite la transmisión del conocimiento de un modo más amigable y digerible para el público. “Patty la Vulcanóloga” es hoy la protagonista de trípticos, folletos, infografías y diferentes materiales digitales e impresos, pensados especialmente para que los más jóvenes puedan entender los fenómenos sísmicos y volcánicos de forma simple (Figura 3).

Figura 3.- Patty la Vulcanóloga, personaje institucional del IG-EPN.

D. Sierra, S. Vallejo, P. Mothes
Corrector de Estilo: G. Pino
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional

Los días 21 y 22 de noviembre de 2022, un grupo de técnicos del Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional (IG-EPN) mantuvieron reuniones con funcionarios de la SNGRE en Tena para hablar de los potenciales peligros por lahares en el Drenaje Oriental del Volcán Cotopaxi. La reunión contó con la presencia del Ing. Juan Carlos Barragán (el Coordinador Zonal 2 de la SNGRE) y todo su equipo de trabajo (Figura 1).

Figura 1.- El Dr. Minard Hall y la Msc. Patricia Mothes del IG-EPN hablan con las autoridades de la Zona 2 y representantes del SNGRE.

Los técnicos explicaron que, de acuerdo con los datos de monitoreo registrados por parte del IG-EPN, este volcán ha experimentado una leve reactivación en las últimas semanas, resultando en ligeras emisiones de ceniza y un incremento en las emisiones continuas de gases magmáticos y vapor de agua. Esta actividad incluye columnas de emisión que superan los 1000 metros de altura sobre el nivel del cráter. Sin embargo, hasta el momento las tasas de sismicidad y deformación de los flancos tienden a mantenerse bajas como ha sido plasmado en el informe especial 2022 N°2: https://www.igepn.edu.ec/servicios/noticias/1983-informe-volcanico-especial-cotopaxi-n-2022-002.

El flanco Oriental del volcán Cotopaxi comprende principalmente los drenajes de los ríos Tambo y Tamboyaku; se sabe que, en algunas de las erupciones históricas, lahares primarios bajaron por estos drenajes atravesando la Caldera de Chalupas para conectarse con el Rio Valle Vicioso. Durante su trayecto, el lahar cruza regiones inhóspitas y prácticamente deshabitadas, transitando una ruta de más de 120 km aguas abajo, para finalmente desembocar en la cuenca oriente, causando afectación en las riberas de los ríos Jatunyaku y Napo.

Figura 2.- Técnicos del IG-EPN y la SNGRE, realizan trabajos de campo en las zonas aledañas a la ciudad de Tena.

Los técnicos del IG-EPN han trabajado en el mapeo y estudio de los depósitos más recientes del Cotopaxi en la Zona Oriental. Los resultados de estos estudios se ven reflejados en el artículo de Sierra et al. 2019 (https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0895981118300695); y el Mapa de Peligros de Vásconez et al. 2016 (https://www.igepn.edu.ec/mapas/amenaza-volcanica/mapa-volcan-cotopaxi.html).

Durante la reunión técnica en Tena (Figura 2), se enfatizó que, dadas las largas distancias grandes entre las comunidades, hay que diseñar un sistema de comunicación para alertar a las poblaciones mayormente rurales sobre un posible descenso de lahares. Pero quizá la principal ventaja que exime las riberas de los ríos Napo y Jatunyaku, es que el tiempo de llegada de un lahar de proporciones importantes se estima en al menos 3 horas, después de la ocurrencia de una erupción.

El IG-EPN se mantiene pendiente de la actividad del volcán Cotopaxi e informará oportunamente en caso de detectarse algún cambio importante. Al momento de la emisión de este reporte, la actividad del Cotopaxi se cataloga como Superficial Baja Ascendente e Interna Baja Ascendente.

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

Gracias a la coordinación interinstitucional entre la Presidencia de la República del Ecuador, Ministerio de Defensa, Servicio Nacional de Gestión de Riesgos y Emergencias, Gobernación de Cotopaxi y la Fuerza Aérea Ecuatoriana, el personal técnico del Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional (IG-EPN) pudo efectuar un sobrevuelo de monitoreo al volcán Cotopaxi el 28 de noviembre de 2022.

Figura 1. (Der.) Ruta del sobrevuelo efectuado al volcán Cotopaxi el día 28 de noviembre de 2022 (Base topográfica: Google Earth). (Izq.) Tripulación del sobrevuelo y personal del IG-EPN, el 28 de noviembre de 2022 (Foto: FAE).

La misión consistió en dar varias vueltas al cráter del volcán para realizar mediciones mediante imágenes térmicas, imágenes con cámara de espectro visual y mediciones de razones de especies gaseosas. Durante el vuelo, que duró poco más de una hora, se siguió la ruta mostrada en la figura 1, con una altura máxima 7400 m sobre el nivel del mar.
Mientras se realizó el sobrevuelo, la parte superior del volcán Cotopaxi se mostraba despejada con una columna de emisión principalmente de gas con bajo contenido de ceniza, que alcanzaba 500 metros sobre la cumbre (figura. 2). De igual manera, se pudo apreciar una amplia cobertura de nieve en el edificio volcánico.

Figura 2. Columna de emisión de gas (coloración azulada), dispersándose en dirección noroeste, con una altura media de 500 m sobre el nivel del cráter. Vista desde el flanco noroeste del volcán. Nótese la pared de “Yanasacha”, localizada justo bajo la cumbre norte (Foto: J. Barros/ IG EPN).

Las imágenes térmicas obtenidas no muestran variación en la temperatura de los campos fumarólicos, ni en las paredes internas del conducto en el cráter del volcán. Sin embargo, no se obtuvieron imágenes claras del fondo del cráter dada la alta cantidad de gases que se encuentran en emisión, lo cual limita las capacidades de la cámara térmica. Las temperaturas máximas aparentes obtenidas no superan los 40 °C (figura. 3).

Figura 3. Fotografía del cráter del volcán e imagen térmica correspondiente tomada desde el suroccidente. La imagen térmica muestra temperaturas que no superan los 40 °C (zonas en color amarillo) (Imágenes: M. Almeida, S. Vallejo/ IGEPN).

El equipo MultiGAS es capaz de medir las concentraciones de 4 diferentes tipos de especies gaseosas, todas ellas magmáticas (Agua: H2O, Dióxido de carbono: CO2, Dióxido de azufre: SO2 y Ácido sulfhídrico: H2S). Se realizaron 3 cortes a la pluma de gas, un ejemplo de uno de ellos se puede ver en la figura 4. En cada una de estas transectas fue posible medir la totalidad de las especies gaseosas, con líneas de vuelo entre los 6900 y 6500 msnm. Las razones gaseosas siguen mostrando un origen magmático en la proveniencia de los gases y su interpretación será tratada más a detalle en la emisión del próximo informe especial.

Figura 4. (Der.) Vista del flanco suroriental del volcán desde los 6500 msnm. En el recuadro se puede observar el pico generado por los gases presentes en la pluma durante la transecta. (Izq.) Personal del IG-EPN dentro del avión Twin Otter, realizando actividades de medición de gases y termografía (Fotos: M. Almeida, D. Sierra /IG EPN).

Al momento de la emisión de este informe, la actividad del volcán sigue siendo catalogada como: Superficial Moderada con tendencia ascendente e Interna Moderada con tendencia ascendente. Se recomienda recibir la información únicamente de fuentes oficiales. El Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional informará oportunamente en caso de registraste algún cambio en la actividad.

M. Almeida, D. Sierra, M. Ruiz
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

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.

Figura 1.- Cráter del volcán Cotopaxi con emisión de gases, 18 de noviembre de 2022 (foto: B. Bernard – IGEPN).

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.

Figura 2.- Drone DJI Matrice 210 con cámara Zenmuse XT2 para la toma de imágenes visuales e infrarrojas (foto: A. Vásconez – IGEPN).

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).

Figura 3.- Cumbre del volcán Cotopaxi con ceniza (08/11/2022) y nieve (22/11/2022) (fotos: B. Bernard – IGEPN).

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).

Figura 4.- Temperaturas máximas aparentes medidas en la zona de Yanasacha (imágenes: B. Bernard – IGEPN).

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

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.

Figura 1: Verificación de funcionamiento de equipos, mantenimiento y descarga de datos en la estación de monitoreo Arashá.

Figura 2: Mantenimiento de la infraestructura física y revisión de equipos de la estación de monitoreo Punta Prieta.

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