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Cómo se vigila un volcán: la guardia del Teide armada con satélites y machine learning

Izan González

La vigilancia de los volcanes en las Islas Canarias es una de las tareas esenciales de los geólogos que cuentan con tecnología punta como satélites y machine learning.

Las erupciones volcánicas del Fagradalsfjall en Islandia, el Sinabung en Indonesia y los ríos de lava en el vecino italiano Etna han puesto el foco en la vigilancia de estas formaciones geológicas tan particulares. Las autoridades científicas en España lo saben muy bien con las islas Canarias y su continua monitorización en busca de anomalías que puedan poner a la población en alerta.

Detrás de una ingente cantidad de datos científicos que se recogen 24 horas al día está el equipo del Instituto Vulcanológico de Canarias (INVOLCAN) que, desde la isla de Tenerife, estudia la actividad de las propias islas y de una cantidad considerable de volcanes de todo el mundo. Sus métodos con los que trabajan hoy en día nada tienen que ver con las expediciones a pie de campo que se requerían antaño y que, en ocasiones, ponían en peligro a los geólogos.

David Calvo, geólogo encargado de la comunicación en INVOLCAN, explica a OMICRONO cómo la tecnología más puntera ayuda a mantener hoy el ojo bien afinado sobre los volcanes canarios. Centrándose especialmente en el Teide, como el más importante y activo de todo el archipiélago.

Vigilando volcanes

El avance tecnológico no ha desplazado a la instrumentación in situ. Estos dispositivos emplazados en los volcanes siguen siendo una fuente primordial de datos con los que trabajar. Entre ellos, en INVOLCAN cuentan con “equipos que miden los gases que emite el volcán y a través de ellos podemos saber si se encuentra más o menos activo”, apunta David Calvo.

Científicos de INVOLCAN en el interior del cráter del volcán Taal

Científicos de INVOLCAN en el interior del cráter del volcán Taal INVOLCAN Filipinas

Una mayor emisión de gases puede indicar que el volcán cuenta con una mayor actividad y causar problemas en el futuro. Para ello utilizan espectrómetros capaces de identificar los gases característicos de los volcanes. “Nos colocamos en el cráter del Teide con equipos portátiles y comprobamos los niveles de gases y de temperatura”. Otros, en cambio, se quedan instalados como estaciones fijas que envían información de forma autónoma.

La otra rama de estudio in situ pasa por la geofísica. En este caso, “tenemos estaciones sísmicas compuestas por sismógrafos que registran los terremotos de los volcanes”. Estos equipos, apunta, son realmente sensibles y captan hasta el más mínimo movimiento sísmico. Y se reporta puntualmente para su estudio pues puede ser signo de una actividad volcánica creciente que vigilar.

Espectómetro para la detección de gases

Espectómetro para la detección de gases INVOLCAN

Ambas fuentes de datos, aunque de última generación, necesitan de emplazamientos físicos en tierra firme. Algunos de ellos incluso dentro de los propios volcanes para que las mediciones sean las más fieles a la realidad posible. Esto plantea alguno problemas como el hecho de tener que desplazarse hasta allí para instalarlos, realizar mantenimiento e incluso estar expuestos a las inclemencias relacionadas con la climatología y con la actividad volcánica. David Calvo apunta a la pérdida en ocasiones de instrumental cuando ocurre alguna erupción.

También por satélite

Así que nada como contar con una surtida carta de satélites para asegurarse una fuente fiable de información incluso si la situación se vuelve complicada. “Tenemos una combinación de mediciones en tierra y en el espacio mediante GPS. Instalamos un dispositivo en los flancos del volcán, o donde nos interese, y medimos la posición de ese instrumento mediante GPS”, nos ha contado David Calvo. Nada tiene que ver, como nos podemos imaginar, con dispositivos de geolocalización que podemos tener en nuestros smartphones.

Erupción en Islandia

Erupción en Islandia Sentinel INVOLCAN

“Nuestro trabajo requiere de una ultraprecisión, estamos hablando de que unos pocos centímetros de deformación nos indica que el volcán puede entrar en erupción”. El margen de error que manejan sus dispositivos es de un milímetro en la horizontal y un centímetro en la vertical.

A nivel global también se están empleando satélites para la monitorización volcánica. “Se usan satélites Sentinel y Themis específicos para vigilancia de catástrofes naturales”. Detrás de las imágenes que solemos ver sobre el antes y después de un terremoto o de una erupción volcánica suelen estar aluno de esos dos modelos de satélites.

Además de fotografía, los satélites también pueden realizar mediciones topográficas para observar los cambios de la superficie tras alguna de estas catástrofes naturales. “Hoy en día hay dispositivos que son capaces de medir concentraciones de gases de un determinado compuesto químico como el dióxido de azufre desde el espacio”.

Detección satelital del dióxido de azufre del Etna

Detección satelital del dióxido de azufre del Etna INVOLCAN

Estos satélites son tan sensibles que sirven para rastrear los penachos volcánicos a lo largo del mundo. Uno de los últimos, fue el ocurrido en el volcán La Soufriere en San Vicente y las Granadinas y que está llegando a Canarias y amenaza también al sur peninsular. El dióxido de azufre es responsable de la lluvia ácida y “es uno de los más representativos en la vigilancia volcánica”.

Otra de las aplicaciones pasa por detectar cambios de temperatura en volcanes muy aislados. A diferencia del Teide, donde existe una cobertura móvil que envía los datos en tiempo real, en otros lugares del mundo los únicos reportes que se tienen provienen de los satélites.

“Esto pasa mucho en las Islas Aleutianas o en Kamchatka, donde nos enteramos de erupciones
por los satélites”.

Flujos de lava del volcán Etna

Flujos de lava del volcán Etna INVOLCAN

“La carrera espacial nos ha facilitado mucho las cosas en todo lo relacionado con la vigilancia de volcanes en lugares remotos”, recalca David Calvo. Las constelaciones de satélites que se están lanzando actualmente y cuyo máximo exponente está representado por Starlink también permitirán realizar una mejor vigilancia de volcanes. “Las constelaciones proveerán de conexión a Internet a todo el mundo, incluido a esas zonas aisladas que hemos mencionado”. Lo que permitirá a los diferentes grupos científicos instalar instrumental in situ.

Machine learning

La cantidad de datos recogidos por los instrumentos de los volcanes y por los satélites pasan entonces al centro de operaciones de INVOLCAN, situado en la isla de Tenerife. Desde allí, además del Teide y del resto de edificios volcánicos canarios, monitorizan varios emplazamientos en todo el mundo como parte de una red científica a nivel internacional.

Con proyectos en lugares tan remotos como Filipinas.

Sala de monitorización de la actividad volcánica de Canarias

Sala de monitorización de la actividad volcánica de Canarias David Calvo Omicrono

“Las estaciones de vigilancia están emitiendo las 24 horas y si la situación lo requiere desplegamos equipos de emergencia capaces de analizar la situación durante todo el día“. En una operativa normal, en la que no se detecta actividad volcánica, existe un equipo que realiza el trabajo de análisis en horario normal.

El avance tecnológico permite crear algunas alternativas que permiten descargar de trabajo a los humanos. “Estamos creando proyectos de machine learning, con el objetivo de que un servidor o un ordenador aprenda a interpretar las señales sísmicas”.

Cuando se tienen muchas estaciones, la cantidad de datos que se reciben diariamente es inmensa en un día normal. Una carga de trabajo que crece exponencialmente cuando se registran movimientos sísmicos complejos como los enjambres que ocurrieron hace un tiempo en la isla de La Palma y que pudimos ver hace unos meses en la zona de Granada.

Reporte de peligrosidad sísimica


Reporte de peligrosidad sísimica INVOLCAN

“Hemos desarrollado un software para que aprenda a procesar las señales y hacerlo casi mejor que los humanos“. Desde INVOLCAN intentan ir un paso más allá y que la máquina incluya un protocolo de revisión. Tal y como lo haría un científico, para que no dependa en un momento determinado de su presencia.

Fecha de publicaciónabril 17, 2021

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