Introducción
A inicios del mes de julio de 2023 el IG-EPN puso a disposición del público una Biblioteca Digital que contiene en formato póster todos los Mapas de Amenaza que ha generado a lo largo de sus más de 40 años de trayectoria. Para saber más sobre la biblioteca de mapas del IG-EPN, sigue el siguiente enlace: https://www.igepn.edu.ec/interactuamos-con-usted/2080-la-biblioteca-de-mapas-de-amenaza-del-ig-epn

En los primeros 3 meses, se registraron más de 7 mil descargas de las más de dos docenas de mapas disponibles, siendo los Mapas de Amenazas del Cotopaxi en sus 4 ediciones los que más interés despiertan en el público, debido a su reciente actividad y su alta peligrosidad.

A pesar del esfuerzo realizado durante las últimas 4 décadas, somos conscientes que los mapas de peligros volcánicos pueden resultar complejos de entender y utilizar, tanto para el público en general como para usuarios técnicos especializados. Los mapas elaborados por el IG-EPN desde 1986 pueden tener diferencias entre si, pero su estructura básica es bastante similar y la forma en que deben ser leídos e interpretados conserva una misma lógica. A continuación, te dejamos las directrices básicas para entender los Mapas de Amenazas que componen la Biblioteca Digital del IG-EPN.

El primer paso es entender que los mapas son elaborados en base a uno o varios escenarios eruptivos específicos de cada volcán. Un escenario representa una situación hipotética que describe los fenómenos y efectos de una erupción para un volcán determinado. Cuando es posible, los escenarios se construyen en base a hechos históricos, los cuales son complementados con información geológica y geofísica del volcán obtenida mediante estudios científicos. Su objetivo es definir el tamaño y recurrencia de los fenómenos que serán representados en el mapa, pero la definición de un escenario también ayuda en las tareas de prevención y la planificación de la respuesta ante la ocurrencia de una erupción.

Los escenarios presentes en un mapa tienen diferentes probabilidades de ocurrencia, por lo que es muy importante leer los textos del mapa, pues nos orienta sobre los escenarios representados.

Figura 1.- Ejemplo del Mapa de Amenazas del Volcán Pululahua de 1988, resaltando la importancia de leer el texto explicativo y la leyenda.

Como se había mencionado, todos los mapas tienen más o menos la misma forma de representar la zonificación de los diferentes fenómenos volcánicos y para ello se utilizan polígonos de diferentes colores. A continuación, se describen las zonas de peligro más comunes representadas en los mapas.

Afectación por Multi-Amenazas Proximales

Las zonas proximales de los volcanes (menos de 10 km alrededor del cráter) son susceptibles a ser afectadas por diversos fenómenos volcánicos, que pueden ocurrir de manera simultánea durante una erupción. Dichos fenómenos suelen ser letales por lo que se los incluye en una sola zona que incluye:

1. Los proyectiles balísticos. - Fragmentos de roca/lava expulsados violentamente durante una erupción volcánica que pueden ser de hasta tamaños métricos y siguen una trayectoria similar a la de una bala de cañón, es decir una parábola.
2. Los flujos piroclásticos.- Avalanchas calientes (300-800°C) de gases, ceniza y roca, que descienden por los flancos del volcán, desplazándose a grandes velocidades (75-150 km/h).
3. Lahares.- Mezclas de agua y material rocoso de origen volcánico, son llamados también flujos de lodo y escombros y se mueven ladera abajo por la fuerza de la gravedad a grandes velocidades.
4. Flujos de lava.- Roca fundida que alcanza la superficie a altas temperaturas (800-1200°C) y se desplaza por los flancos del volcán a bajas velocidades.

La zona Multi-Amenazas rodea el cráter o centro de emisión. Normalmente, sus límites se definen mediante estudios geológicos o mediante el uso del método del cono de energía. Este método asume que los productos volcánicos se distribuyen de forma cónica desde un punto ubicado encima del cráter y su alcance depende de las pendientes del volcán y de la altura del punto. Los peligros generalmente tienen una distribución radial, siendo siempre más peligroso cuanto más cerca estemos del centro de emisión, sin embargo, la topografía juega un papel crucial en la definición de las zonas de afectación.

Las Zonas de Amenazas Proximales (Multi-Amenazas) están marcadas con tonos de rojo o rosado en los mapas de peligro. Por lo general, los tonos más oscuros corresponden a zonas de mayor amenaza, es decir de escenarios con mayores probabilidades de ocurrencia. Por otro lado, los colores más tenues representan zonas donde la amenaza es menor y/o el escenario es menos probable de ocurrir.

Es importante leer la leyenda del mapa para saber qué representan los colores en cada uno de los casos. Usualmente, los mapas elaborados por el IG-EPN tienen dos o tres gradaciones de color para representar la zona de Multi-Amenazas (Figura 2).

Hay que mencionar que la mayoría de los fenómenos antes descritos se restringen necesariamente a las proximidades de los cráteres, por lo que la posibilidad de ser afectado por un bloque balístico o un flujo de lava por fuera de las zonas de colores rojizos es muy baja o prácticamente nula. Es muy importante también recordar que los escenarios son específicos de cada volcán, por lo que las zonas de peligros proximales no necesariamente representan las mismas probabilidades en todos los mapas.

Figura 2.- Ejemplo para interpretar los polígonos de afección por Multi-Amenazas, para el Volcán Tungurahua en un escenario VEI= 2-La Peligrosidad: Alta, Media y Baja se ha representado con colores gradados desde el rojo al rosa.

Zonas de Afectación por Lahares

Los lahares secundarios son de tamaños relativamente pequeños y su afectación se restringe a las proximidades del volcán, por lo cual sus efectos están considerados dentro de la zona de multi-amenazas.

Por otra parte, los lahares primarios son aquellos que se forman simultáneamente a una erupción, lo que puede ocurrir debido al derretimiento de los glaciares o la presencia de grandes cuerpos de agua que son afectados directamente por la erupción. Pueden alcanzar volúmenes muy grandes y tener alcances de hasta varias decenas de kilómetros, que son representados de forma separada y específica en los mapas de peligro.

Los polígonos de afectación por lahares han sido representados mayormente con tonos de gris (aunque excepcionalmente se han representado con otros colores). Se ha evitado siempre el uso del color rojo para que el usuario no los confunda con flujos de lava. También se han evitado los colores de la gama del azul para evitar su confusión con flujos de agua, o con el “cauce normal” de los ríos y quebradas que utilizan para movilizarse (Figura 3 y 4).

Figura 3.- A) Ejemplo práctico para visualizar los polígonos de afectación por lahares primarios en un escenario tipo 1877 del Cotopaxi. En la zona proximal se puede ver como los polígonos grises se sobreponen a los correspondientes a la zona de multiamenazas (colores rosado/rojo). B) Las zonas de peligro por lahares primarios pueden alcanzar varias decenas o centenas de kilómetros. En el caso del volcán Cotopaxi, los mapas incluyen zonas muy lejanas como el Valle de los Chillos al Norte, Latacunga y Salcedo al Sur y la ribera del napo-Jatunyaku al Oriente. Debido a que las zonas de afectación por lahares del Cotopaxi son muy extensas, los mapas en formato papel o documento PDF han sido divididos en 3 partes (una para cada drenaje). Todos estos mapas pueden ser descargados del sitio web del IG-EPN: https://www.igepn.edu.ec/mapas-historicos/cotopaxi-2/mapa-amenaza-cotopaxi-vigente-2016.

Zonas de Afectación por Caída de Ceniza (Piroclastos)

La ceniza es material rocoso fino, con diámetro menor a 2 milímetros, que es expulsado por los volcanes durante las erupciones explosivas. Por su pequeño tamaño es susceptible a ser transportada por el viento y afectar extensas zonas, a veces a grandes distancias del volcán, en función de la velocidad y dirección del viento.

La definición de las zonas de mayor probabilidad de caída de ceniza se ha hecho a través de modelos computarizados y a través del reconocimiento de depósitos correspondientes a erupciones pasadas. Estos estudios han permitido definir las zonas de mayor probabilidad de afección por caída de ceniza para determinados escenarios de cada volcán, mismos que han sido expresados en cada uno de los mapas de amenaza.

Los mapas nos muestran áreas de forma elíptica, cuyo borde está definido por líneas entrecortadas. Cada una de estas líneas corresponde a una isópaca (línea de igual espesor). Es decir, una isópaca nos sugiere el espesor de ceniza (expresada normalmente en milímetros o centímetros) que puede caer dentro una elipse.

La Figura 4 nos muestra que la cantidad de ceniza depositada va disminuyendo en dirección del viento a medida que nos alejamos de la fuente (cráter).

Figura 4.- Ilustración de las líneas isópacas de caída de ceniza, que son utilizadas para el mapa del Volcán Guagua Pichincha (2016) mostrando la disminución exponencial en el espesor de los depósitos a medida que nos alejamos de la fuente.

Las elipses que representan la zona de caída de ceniza empiezan en el cono volcánico y se abren en dirección del viento. En el caso del Ecuador, estas elipses están casi siempre orientadas hacia el occidente. Esto se debe a que los vientos que soplan sobre el territorio continental ecuatoriano lo hacen en un 70-80 % del tiempo de este a oeste, es decir, desde el Oriente hacia la Costa. Sin embargo, en algunas ocasiones y en especial entre noviembre y marzo, la dirección del viento es bastante variable.

La Figura 5A muestra las zonas de afectación de ceniza, si una erupción llegara a ocurrir durante un día en el cual el viento estuviera dirigiéndose hacia el occidente (el caso más común). La Figura 5B muestra cómo sería la dispersión de ceniza si una erupción ocurriera en un día en que el viento estuviera alineado en otra dirección (caso menos común), por ejemplo, hacia el norte, y la Figura 5C compila varias posibilidades con diferentes direcciones del viento (norte, sur, este y oeste). En base a estas infinitas posibilidades, los mapas incluyen también un círculo que engloba a todas las elipses y que indica las zonas que pueden ser afectadas por una caída de ceniza en caso de que el viento cambie su dirección habitual.

La Figura 5D nos permite entender cómo la isópaca orientada en dirección preferencial del viento es la zona más susceptible a la caída de ceniza. Sin embargo, el círculo grande muestra todas las zonas que pudieran ser afectadas por caída de ceniza en caso de que el viento cambie su dirección y apunte en cualquier otra dirección.

Figura 5.- Ejemplificación de la construcción de zonas de caída de ceniza para un escenario eruptivo VEI 3-4 tipo 1877 del Cotopaxi.

Avalancha de Escombros (Colapso de Edificio)

Las avalanchas de escombros son el resultado de “grandes deslizamientos” que pueden ocurrir en las laderas de un volcán. Durante estos eventos se desplazan enormes volúmenes de rocas y otros materiales a altas velocidades y a grandes distancias desde el volcán. Una forma coloquial de explicarlos sería que una porción de una ladera del volcán se desprende y se desliza formando una gran avalancha.

Varios de los volcanes del Arco Cuaternario Ecuatoriano han presentado uno o más eventos de avalancha de escombros durante su desarrollo, pero de todas maneras son fenómenos muy poco frecuentes. Estos eventos han sido representados en los mapas de peligro para los casos de algunos volcanes como por ejemplo el Tungurahua, Reventador, Chiles-Cerro Negro y Cotopaxi. Hay algunos casos de volcanes donde estos fenómenos han ocurrido en el pasado, pero no han sido representados en los mapas debido a que no existen condiciones para que se repitan en el futuro, como es el caso por ejemplo del Guagua Pichincha, entre otros.

En los Mapas de Amenazas, la zonificación corresponde a menudo a los depósitos de las avalanchas pasadas y usualmente son representados como líneas entrecortadas gruesas de color verde/azul. Sin embargo, cabe recalcar que este tipo de fenómenos tienen muy bajas probabilidades de ocurrir. Por esta razón, las avalanchas de escombros no siempre están graficadas en los Mapas de Amenazas, y cuando lo están, es únicamente con fines referenciales (Figura 6).

Figura 6.- Mapa de Peligros del Volcán Tungurahua (2008) mostrando dos líneas entrecortadas (azul y verde) para dos distintos escenarios de Avalancha de Escombros (Colapso de Edificio) con volúmenes de 1km3 y varios km3.

El ejemplo mejor documentado de una avalancha de escombros ocurrió durante la erupción del Mount Saint Helens (EE.UU.) en el año de 1980 (Figura 7).

Figura 7.- Avalancha de escombros durante la erupción del Mount Saint Helens el 18 de mayo de 1980.

Recuerda, los Mapas de Amenaza Volcánica para los Centros Volcánicos del Arco Ecuatoriano puedes encontrarlos en el sitio web del IG-EPN ingresando al siguiente link: https://www.igepn.edu.ec/mapas-historicos

D. Sierra, D. Andrade, A. Vásconez, B. Bernard.
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional