El peligro no acaba en la erupción volcánica: cuidado con los lahares

Del monitoreo de corrientes de agua y escombros volcánicos, a los sistemas de alerta.

06-02-2023

Por Elisa Domínguez Álvarez Icaza*, Ciencia UNAM-DGDC

 

 

    

En el 2015, el Volcán de Colima, ubicado entre el estado homónimo y Jalisco, reanudó su actividad explosiva. La magnitud de las erupciones de ese año sólo se compara con las sucedidas en 1913, más de 100 años atrás. Las poblaciones cercanas fueron obligadas a desplazarse huyendo del peligro. El material incandescente, el gas volcánico y la ceniza enmarcaron el estado de emergencia.

Aún después de pasar los momentos álgidos de una erupción, cuando los fragmentos de lava y los gases salieron violentamente, el riesgo no terminó. Los lahares, mezclas de agua y fragmentos de rocas que fluyen rápidamente desde la ladera de un volcán a través de valles y ríos, son uno de los fenómenos más peligrosos después de la explosión.

Unos meses después de las erupciones, el paso del huracán Patricia por la costa occidental mexicana tuvo efectos en el volcán de Colima. Se originó un lahar de casi 2 millones de metros cúbicos que destruyó un puente y bloqueó la carretera. El poblado de La Becerrera, ubicado a 13 km desde la cima del volcán, estuvo aislado durante tres días.

Los lahares suceden cuando en un periodo breve, se acumula un gran volumen de agua. El mecanismo de disparo más común son las lluvias intensas; los huracanes y las lluvias tropicales son frecuentes desencadenantes. También pueden generarse por el derretimiento de un glaciar o por el desbordamiento de un lago.

Pueden ocurrir durante la erupción (llamados syn-eruptivos) o durante una etapa de quietud volcánica por la erosión del material volcánico depositado previamente, siendo eventos post-eruptivos.

Estos flujos de escombros pueden circular durante horas; el agua empieza a escurrir con poco sedimento y poco a poco, conforme acarrean más material, crecen y adquieren mayor fuerza.

Desde hace 10 años la doctora en Vulcanología Lucía Capra y su equipo, del Centro de Geociencias de la UNAM, se han dedicado a monitorear este fenómeno en el Volcán de Colima, un excelente laboratorio natural para observarlo. Al ser un estratovolcán, está constituido por la alternancia de derrames de lava y capas de depósitos piroclásticos poco consolidadas. Las más superficiales son fácilmente erosionables y arrastradas por los lahares.

El volcán de Colima es ideal para estudiar el proceso del lahar.
●     Junto al Popocatépetl, es el volcán más activo.
●     Cada año hay más de 1000 milímetros de lluvia.
●     Durante sus erupciones, se deposita abundante material en las barrancas.
●     Ese sedimento suelto puede ser fácilmente erosionado durante las lluvias.
●     Hay de 20 a 40 eventos de este tipo por año.

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Los lahares están compuestos por dos fases: una fase fluida de agua y sedimento fino que permite el transporte de una fase sólida que consiste de fragmentos de rocas de tamaño variable, de pocos centímetros a varios metros. Según la cantidad y el tipo de sedimento incorporado, cambiará su comportamiento.

Estos flujos se dividen en dos categorías principales: hiperconcentrados, con una menor cantidad de sedimento, del 20 al 60% en volumen; y los de escombros, de mayor concentración de material, del 60 hasta el 90%. Si hay una mayor concentración, se habla de avalanchas de rocas; cuando el agua se queda atrapada entre los fragmentos y no contribuye a su transporte.   Si la mezcla tiene menos del 20% en volumen de sedimentos, son conocidas como corrientes fluviales.  

Cazadores de lahares

La investigación del equipo de Lucía, conformado por vulcanólogos, físicos, sismólogos, inicia con la búsqueda de antecedentes. Los depósitos de lahares previos son clave. Reconstruyen la historia eruptiva del volcán a través de su estratigrafía, es decir, las características de los depósitos volcánicos y su posición relativa para definir la frecuencia, la magnitud y los tipos de flujo de los eventos pasados.

Sin embargo, los depósitos ya no tienen agua, elemento vital para el progreso del evento.  Durante su emplazamiento, pueden pasar de ser corrientes fluviales a flujos hiperconcentrados o de escombro y luego volver a diluirse. “Es muy reductivo estudiar esos fenómenos solamente a partir de los depósitos, porque no podríamos ver todas esas variaciones”, explica Lucía, quien es la directora del Centro.

Por lo que también es necesario hacer un monitoreo en tiempo real que permita observar la dinámica de los flujos durante su formación. Los científicos instalaron cuatro estaciones de monitoreo en distintos puntos del volcán. Tienen una cámara que toma imágenes cada pocos segundos, mientras los sensores sísmicos miden la vibración que los flujos transmiten a su paso.

Simultáneamente, hay sensores a lo largo de la barranca que almacenan datos y permiten ver en retrospectiva cómo se comportó el proceso a lo largo de la barranca.

La magnitud y frecuencia de los flujos están directamente relacionadas con el comportamiento de las lluvias. Se instalaron estaciones de lluvia que sirven para asociar la cantidad de agua con el evento registrado. Han descubierto que, a comienzos de la temporada de lluvias, los suelos, aún secos, son hidrofóbicos. A partir de los 10 mm de lluvia acumulada, ya se pueden originar los lahares.

Una vez que arranca la temporada, los suelos ya tienen un grado de humedad elevado y la generación de ríos de escombro requiere de mayor cantidad de lluvia. Durante agosto, septiembre y octubre, cuando aumentan los huracanes y lluvias tropicales, se generan flujos de mayor duración y magnitud.

También importa cuánto tiempo ha pasado desde la erupción. Después de una actividad eruptiva que ha depositado material en las barrancas, las corrientes se pueden originar con cantidades de lluvia inferiores respecto a años posteriores al evento, cuando mucho material ha sido removido y el volcán ha recuperado condiciones de equilibrio y vegetación.

La morfología y la pendiente de la barranca controlan este proceso. Los tramos rectilíneos favorecen la erosión; los curvilíneos, al disminuir la velocidad del flujo, favorecen el depósito. Así, la dinámica puede cambiar dependiendo de la capacidad de erosionar material o de la cantidad que se pierde en el camino.

Sistemas en alerta

Más allá de la investigación, el trabajo de Lucía y su equipo es útil para poder crear sistemas de alerta temprana para prevenir a las poblaciones aledañas al volcán.

A partir de las observaciones recolectadas, se imita su comportamiento a través del modelado numérico. Se preparan mapas de peligro y estimaciones de posibles afectaciones. El volcán de Colima sigue en actividad y continúa representando un peligro para las rancherías cercanas y las vías de comunicación, en riesgo de ser inundadas. La investigadora también ha vigilado de cerca el Volcán Popocatépetl.

Los lahares son los fenómenos volcánicos, junto a los tsunamis y los flujos piroclásticos, con mayor impacto y alcance en zonas que no están directamente afectadas por la actividad eruptiva.

Lucía, merecedora de la medalla Sor Juana Inés de la Cruz en 2010, precisa que, “En la historia, el 60% de víctimas asociadas a la actividad volcánica se debe a la ocurrencia de lahares”. Es importante invertir en un monitoreo de este estilo.

El equipo de Capra ha sumado al conocimiento sobre la dinámica de estos fenómenos altamente destructivos. Lo aprendido puede aplicarse a otros volcanes activos tomando en cuenta la variabilidad climática, la eventual presencia de un casquete glaciar y la morfología de sus laderas.