Dentro del proyecto Fire of Love en memoria de los famosos vulcanólogos franceses Maurice y Katia Krafft, una investigadora del IG-EPN fue seleccionada como beneficiaria de una de las becas financiadas por el equipo detrás del reciente documental de National Geographic Documentary Films titulado "Fire of Love". Esta beca permite a la científica del IG-EPN visitar y realizar una investigación en el "Laboratoire Magmas et Volcans" (LMV, Université Clermont Auvergne-CNRS-IRD) en Francia. Adicionalmente, una parte de los análisis es financiada por el Instituto Francés para el Desarrollo (IRD).

El proyecto de investigación consiste en estudiar material volcánico de cinco de las mayores erupciones del volcán Cotopaxi: 1877, 1853, 1768, 1744 y una del siglo X. Para esto, en un primer paso, cascajo de cada una de estas erupciones fue triturado y luego tamizado (Figura 1).

Figura 1. Izquierda: Piroclastos del Cotopaxi seleccionados para ser triturados y extraer sus cristales. Derecha: Tamizaje de la roca triturada.

Luego, dentro de la fracción de 0,5 a 1 mm se separaron los cristales de plagioclasa y piroxeno. Estos cristales fueron pulidos y observados a través de un microscopio binocular para buscar inclusiones magmáticas (Figura 2).

Figura 2. Izquierda: Fragmentos de la roca volcánica triturada con tamaños entre 0,5 y 1mm. Centro: Cristales de plagioclasa seleccionados y separados con pinza. Izquierda: Cristal de plagioclasa con muchas inclusiones magmáticas observado bajo el microscopio.

Las inclusiones magmáticas son pequeñas gotas de magma que los cristales incorporaron al crecer. Esto significa que las gotas de magma atrapadas en cristales nos pueden indicar qué composición tenía el magma cuando aún estaba a varios kilómetros de profundidad bajo la superficie, algún tiempo antes de la erupción.

Para este estudio se seleccionaron cristales con inclusiones magmáticas con un tamaño mínimo de 30µm (0,03 mm) con una y hasta máximo tres burbujas, para luego analizar su contenido de volátiles, como lo son el dióxido de carbono, el agua y el dióxido de azufre, entre otros. La figura 3 muestra algunas de las inclusiones magmáticas observadas en cristales de plagioclasa de las erupciones del Cotopaxi, que fueron seleccionadas para estos análisis.

Figura 3. Inclusiones magmáticas observadas en cristales de plagioclasa de varias erupciones de los últimos 1000 años del volcán Cotopaxi.

A. Vásconez Müller, S. Hidalgo
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional

El 27 de marzo de 2024, Técnicos del Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional (IG-EPN) llevaron a cabo una visita a las fuentes de agua y vertientes naturales localizadas en las inmediaciones del volcán Cotopaxi con la finalidad de medir los parámetros fisicoquímicos de las aguas y realizar el muestreo de las mismas.

Figura 1.- Medición de parámetros fisicoquímicos en las aguas de la zona de Hummocks (Foto: M. Almeida /IG-EPN).

Los técnicos recorrieron las fuentes termales, surgentes de agua y drenajes superficiales de la zona. Donde tomaron mediciones de pH, Conductividad y temperatura de las aguas. Adicionalmente se recolectaron muestras que serán posteriormente analizadas en el CICAM (Centro de Investigación y Control Ambiental de la EPN) para conocer la composición de los elementos mayoritarios.

Figura 2.- Medición de parámetros fisicoquímicos y muestreo en la vertiente de Hummocks y la fuente termal del Salitre (Foto: M. Almeida /IG-EPN).

Este tipo de campañas de medición se realizan de manera periódica en los principales volcanes del Arco Volcánico Ecuatoriano con la finalidad de identificar posibles cambios que pudieran presentarse en las fuentes en el caso de ocurrir algún cambio en los niveles de actividad volcánica.

El volcán Cotopaxi atravesó un periodo eruptivo de baja magnitud entre 2022 y 2023. Actualmente permanece en relativa calma y tanto su actividad superficial como interna son catalogadas como: “baja, sin cambios”. Pero no debemos descuidarnos, pues el Cotopaxi es uno de los volcanes más peligrosos del país. Por ello estar informados y educados sobre estos temas es muy importante. ¿Sabes dónde queda tu casa? ¿Tu lugar de trabajo? ¿la escuela de tus niños? Explora el mapa interactivo: https://www.igepn.edu.ec/mapas/amenaza-volcanica/mapa-volcan-cotopaxi.html

Figura 3.- Conoce el mapa de amenazas del Volcán Cotopaxi.

D. Sierra, M. Almeida
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional

Cumpliendo con los objetivos del Proyecto “Anticípate por el Cotopaxi”, 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) ; con el aval y apoyo del Ministerio de Educación, técnicos del Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional (IG-EPN) realizaron el Curso de Formación de Formadores dirigido a Docentes de 40 Unidades Educativas pertenecientes a los cantones Latacunga y Saquisilí. Todos estos docentes pertenecientes a la provincia de Cotopaxi viven o trabajan cerca de la zona de amenaza sur del volcán del mismo nombre por lo que fueron capacitados para impartir Talleres Interactivos sobre Peligros Volcánicos.

El objetivo de estos Cursos es que más personas se encuentren informadas y puedan compartir el conocimiento adquirido sobre los Peligros Volcánicos a los que podrían estar expuestos por una eventual erupción del volcán Cotopaxi. Se busca preparar a la población con la finalidad de minimizar los efectos negativos que el volcán pudiera tener sobre su salud y sus medios de vida; haciendo especial énfasis a la caída de ceniza y los lahares.

Entre el 29 de febrero y el 01 de marzo de 2024 se llevó acabo el Primer Curso con los Docentes de las parroquias Mulaló, Joseguango Bajo, Tanicuchi, Eloy Alfaro y La Matriz de Latacunga (Figura 1), al cual asistieron 38 participantes.

Figura 1. Momentos del Curso Formación de Formadores con los Docentes de las parroquias Mulaló, Joseguango Bajo, Tanicuchi, Eloy Alfaro y La Matriz de Latacunga (Fotos: A. Guambo / PNUD).

El Segundo Curso se realizó entre el 07 y 08 de marzo de 2024 con 44 Docentes de las parroquias Chantilín, Tanicuchi, Mulaló, Eloy Alfaro, Ignacio Flores y La Matriz de Latacunga (Figura 2).

Figura 2. Momentos del Curso Formación de Formadores con los Docentes de las parroquias Chantilín, Tanicuchi, Mulaló, Eloy Alfaro, Ignacio Flores y La Matriz de Latacunga (Fotos: A. Guambo / PNUD).

Los días 11 y 12 de marzo de 2024 se desarrolló el Tercer Curso con Docentes de las parroquias: Pastocalle, Belisario Quevedo, Aláquez, Guaytacama y La Matriz de Latacunga donde participaron 37 profesores (Fig. 3).

Figura 3. Momentos del Curso Formación de Formadores con los Docentes de las parroquias: Pastocalle, Belisario Quevedo, Aláquez, Guaytacama y La Matriz de Latacunga (Fotos: A. Guambo / PNUD).

Durante este Curso de Formación de Formadores se trataron temas relacionados al Peligro Volcánico, y cómo replicar lo aprendido a la población dentro de sus instituciones, con diferentes materiales como videos, maquetas, gigantografías, mapas, imágenes y muestras de ceniza. Los talleres buscaban dotar a los docentes de las herramientas necesarias para después transmitir su conocimiento a los estudiantes.

Los docentes realizaron también un ejercicio práctico que consistía en replicar ciertos temas del taller y elaboraron un Plan de Réplica, detallando a quienes, y a cuántas personas van a transmitir su conocimiento. Si los profesores cumplen su objetivo de transmitir lo aprendido, se espera tener un alcance de unas 30.000 personas.

Figura 4. Momentos durante la práctica de réplica de los docentes y presentación del plan de réplica.

Al finalizar cada uno de los cursos, Plan Internacional hizo la entrega de Kits de material didáctico y de apoyo a los representantes de cada Institución. Estos Kits cuentan con materiales e insumos que ayudarán a transmitir el conocimiento cuando los docentes realicen las réplicas, además de poder ser colocados en las unidades educativas como material de apoyo visual para despertar el interés y la curiosidad del alumnado.

Figura 5. Kits de replica que se les entrego a las Unidades Educativas.

El volcán Cotopaxi estuvo en erupción entre 2022 y 2023 y, aunque la erupción fue de baja magnitud y ha llegado a su fin, ha sido un importante recordatorio de lo que significa vivir en las inmediaciones de un volcán activo. Son estos tiempos de relativa calma los mejores momentos para realizar tareas de prevención en caso de una futura erupción.

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

Mediante un comunicado oficial emitido el 21 de febrero de 2024 por el Ministerio de Ambiente, Agua y Transición Ecológica (MAATE; Fig. 1), se anunció a la población en general el inicio de un proceso gradual de reapertura del ascenso a la cumbre del volcán Cotopaxi. Sin embargo, dentro de este proceso se había considerado la necesidad de capacitar a los actores involucrados, sobre los peligros inherentes de ascender a un volcán activo.

Figura 1. Comunicado oficial emitido por el MAATE, referente al retorno progresivo de ascenso al volcán Cotopaxi 27/02/2024 (Fuente: MAATE).

Con estos antecedentes, desde el mes de noviembre de 2023 el Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional (IGEPN) ha participado activamente de la planificación previa a este proceso de reapertura, liderada por el MAATE y en coordinación con la Secretaría de Gestión de Riesgos (SGR). En el marco de sus competencias, el IG-EPN se ha enfocado en brindar capacitación sobre algunos fenómenos que eventualmente podrían ocurrir cuando ingresamos en volcanes activos. En nuestro país se entiende como volcanes activos a aquellos de los que se tiene registros de actividad eruptiva reciente o histórica (dentro de los últimos 500 años) pero que actualmente no se consideran en erupción, tales como: el Cotopaxi, Cayambe, Guagua Pichincha, Tungurahua, y otros no muy conocidos, como el Sumaco y Chacana.

Los fenómenos volcánicos que pueden afectar a los andinistas son: emisión de gases en concentraciones nocivas y potencialmente letales, emisiones súbitas de ceniza y explosiones freáticas (explosiones causadas por el calentamiento de agua). El mensaje principal se ha enfocado en la capacitación y sensibilización frente a los riesgos a que cada ascensionista y turista está expuesto. Al haber sido informado, cada uno tiene la capacidad de decidir si realizar el ascenso o no.

Los talleres de capacitación incluyeron la descripción de los fenómenos volcánicos, pero también una síntesis de cómo han ocurrido las dos últimas erupciones de Cotopaxi (2015 y 2022-2023) y de lo que podemos esperar a futuro. Además de la mención a casos documentados de accidentes en zonas de influencia volcánica, donde se han perdido vidas tanto de personal científico como de población civil.

El Instituto Geofísico envió un oficio formal a las autoridades competentes, el cual compila una serie de sugerencias y medidas de protección que podrían aplicarse durante la reapertura a fin de garantizar un ascenso lo más seguro posible. Entre las recomendaciones, se incluye empadronamiento y control del aforo de turistas, la recomendación de convertir en un requisito que los guías de montaña estén certificados, el uso de material de protección como mascarillas, la colocación de señalética en las zonas críticas. Adicionalmente, se ha propuesto que los ascensionistas contraten seguros de accidentes y que reciban una inducción sobre los fenómenos que le pueden afectar, para que posteriormente firmen un consentimiento informado. El IG-EPN confía en que la institución y aplicación de estas medidas permitirá tener procesos de ascenso al volcán más ordenados. El objetivo no es limitar las actividades turísticas en la zona, sino ofrecer garantías mínimas durante el ascenso como se hace en otros lugares del mundo.

Gracias a los procesos de capacitación se ha logrado que buena parte de los andinistas porten máscaras antigás (Fig. 2) y las usen en las zonas más sensibles como por ejemplo la cumbre del Cotopaxi. Denotando un interés propio por su seguridad y brindando un buen ejemplo para la ejecución de un turismo de montaña responsable.

Figura 2. Izquierda: Una cordada visitando la cumbre del volcán Cotopaxi, utilizando los medios de reducción de impacto de gases volcánicos recomendados. De Izquierda a derecha: Estalin Suárez (Guía de montaña, ASEGUIM), Maribel Padilla y Roberto Valdez (Foto cortesía de: Roberto Valdez - Robinski). Derecha: Figura 2. Infografía sobre “Los cráteres volcánicos y los campos fumarólicos” compartida en las redes oficiales del Instituto Geofísico (Elaborada por D. Sierra – IGEPN).

Este proceso de capacitación involucrado hasta ahora a un aproximado de 450 personas en un total de 4 reuniones. Del total de asistentes, 200 fueron capacitados en reuniones presenciales (Fig. 3) y 250 de forma virtual o telemática. Los asistentes fueron principalmente guías de alta montaña acreditados (por ejemplo, guías ASEGUIM) y montañistas aficionados (por ejemplo, el Club de Andinismo Politécnico), de igual manera: Guardaparques, Operadores Turísticos, personal del Refugio José Rivas , así como otros actores asociados a las actividades del Parque Nacional Cotopaxi, participaron de estos procesos.

Figura 3. Una de las capacitaciones impartidas por personal del área de vulcanología del Instituto Geofísico sobre “Peligros en la Cercanía de un Cráter Volcánico Activo”. Esta charla se impartió en el Auditorio del Centro de Atención Ciudadana en la ciudad de Latacunga el 14 de febrero de 2024 (Foto cortesía de: Mariana Quispillo – SGR UMEVA).

Al momento de la publicación del presente reporte, la actividad del volcán Cotopaxi tano INTERNA como SUPERFICIAL se mantienen catalogadas como BAJA con tendencia SIN CAMBIOS. El IG-EPN mantiene el monitoreo 24/7 de los Volcanes del Arco Ecuatoriano e informará oportunamente en caso de registrarse novedades.

M. Almeida, D. Sierra
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional

Actualización del estado del volcán Cotopaxi
FIN DEL PROCESO ERUPTIVO DEL VOLCÁN COTOPAXI INICIADO EN OCTUBRE DE 2022

Volcán Cotopaxi visto desde la Entrada Norte al Parque Nacional, 22 septiembre 2023 a las 9h49 TL. Fotografía: Anais Vásconez/IG-EPN.

Resumen
El 21 de octubre del 2022, el volcán Cotopaxi inició un periodo eruptivo que se extendió por más de 9 meses. Durante este período, el fenómeno eruptivo más frecuente fue la emisión de ceniza, vapor de agua y gases. La actividad fue más intensa entre diciembre de 2022 y febrero de 2023, cuando se registraban hasta diez emisiones de ceniza por semana, la mayoría de ellas de baja altura (<1 km sobre el nivel del cráter) y con bajo contenido de ceniza. Como consecuencia se registraron varias caídas de ceniza en las inmediaciones del Parque Nacional Cotopaxi (PNC), no obstante, en ocasiones el alcance fue mayor, llegando a zonas pobladas en los cantones Latacunga, Mejía, Rumiñahui y Quito. Sin embargo, desde finales de febrero de 2023, se ha observado un paulatino descenso en las tendencias de los parámetros de vigilancia del volcán Cotopaxi, tanto en la actividad interna como en la superficial. A nivel interno, el cambio está marcado principalmente por una disminución en la cantidad de sismos: (tremores: asociados a emisiones de ceniza; y eventos de largo período (LP): asociados a movimiento de fluidos); y una desaceleración en los patrones de la deformación. A nivel superficial, el descenso de actividad se vio reflejado en la disminución del número de emisiones de ceniza y de la masa de ceniza emitida. Así como en la altura de las columnas de emisión de vapor de agua y gases. La última emisión de ceniza se registró el 6 de julio de 2023.

En base a la disminución observada en los parámetros de vigilancia, la actividad del volcán es catalogada como de nivel BAJO con tendencia sin cambios tanto a nivel SUPERFICIAL como a nivel INTERNO.

Todos los parámetros de vigilancia y observaciones visuales sugieren que el proceso eruptivo del volcán Cotopaxi que se inició el 21 de octubre del 2022 ha terminado o está muy cerca de terminar, sin embargo, no se descarta una posible futura reactivación.

La evolución de la actividad del Cotopaxi en el mediano a largo plazo es incierta, debido a la naturaleza misma de los procesos volcánicos. Sin embargo, por ahora se considera que el escenario más probable a corto plazo (días a semanas) es un retorno a un estado similar a lo observado previo a octubre 2022.

A pesar de este cambio de nivel de la actividad eruptiva, se recalca la importancia de mantener activo el sistema de vigilancia y continuar con las tareas de prevención asociadas a los escenarios eruptivos planteados para el volcán Cotopaxi. El IG-EPN se mantiene atento y en caso de ocurrir cambios en las condiciones del volcán ofrecerá información oportuna a las autoridades y la población en general. A continuación, se ofrece una breve síntesis de los parámetros de vigilancia.

Para conocer detalles adicionales del estado del volcán Cotopaxi de los meses anteriores, se recomienda leer el informe especial No. 4, publicado el 10 de agosto del 2023: https://www.igepn.edu.ec/servicios/noticias/2065-informe-volcanico-especial-cotopaxi-n-2023-004

Anexo técnico-científico

Sismicidad
Un pequeño episodio de tremor asociado a una emisión de ceniza que tuvo lugar el 21 de octubre de 2022 dio el inicio a una prolongada secuencia de actividad eruptiva que creció de forma constante en el transcurso de los meses siguientes, alcanzando su punto más elevado en enero y febrero de este año. A partir de octubre de 2022 y cada día desde entonces, nuestra densa red de instrumentos sísmicos nos permitió rastrear el número acumulado de minutos de tremor de emisión y la energía diaria acumulada emitida sísmicamente durante cada episodio de emisión de ceniza (Figura 1). Esto fue especialmente útil en los momentos en que el volcán estaba demasiado nublado para observar visiblemente, mediante cámaras o satélites, las emisiones de ceniza. Tras los picos de enero/febrero, los indicadores sísmicos mostraron una reducción progresiva tanto en minutos acumulados como en energía hasta el último episodio significativo de emisión de ceniza, que tuvo lugar el 6 de julio del 2023. Desde el 6 de julio hasta la redacción de este documento, no se ha producido ningún otro episodio de tremor sísmico asociado a la emisión de ceniza.

Figura 1: Superior: Total de horas de tremor diarias desde octubre de 2022 hasta la actualidad. Inferior: Evolución de energía liberada diariamente desde octubre de 2022 hasta la actualidad.

Asimismo, la magnitud de los sismos registrados en el volcán Cotopaxi alcanzó su pico entre enero y febrero de 2023, y desde entonces ha disminuido significativamente hasta alcanzar un estado estable con pequeñas variaciones (Figura 2).

Figura 2: Magnitud media e intervalos de confianza de las magnitudes de eventos localizados alrededor del volcán Cotopaxi, con datos hasta el 19 de octubre de 2023. Las muestras de puntos azules se diferencian significativamente (95% de confianza) de los puntos rojos. El comportamiento actual se interpreta como un estado de mucha menor actividad al presentado entre enero y febrero del presente año, y se muestra estable con pequeñas variaciones.

Geodesia
El ingreso de nuevo magma al sistema volcánico (intrusión) durante finales de 2022 causó un leve hinchamiento del cono y sus alrededores. Esta deformación es medida en la superficie por instrumentos de alta precisión. En las series temporales de la Figura 3 se representa el desplazamiento relativo, registrado por estaciones cGPS (Sistemas de Posicionamiento Global Continuos), ubicadas en puntos opuestos respecto al volcán.

Durante el periodo de actividad en 2022-2023 las bases cGPS registraron desplazamientos, señalando el aumento de la distancia entre ellas en unos pocos milímetros (periodos resaltados con franjas de color rojo). Este patrón se lo conoce como "inflación". En el eje Norte-Sur se observa inflación entre julio 2022 y abril 2023, mientras que para el eje Oeste-Este se observa entre octubre 2022 y julio 2023.

En los meses subsecuentes, hasta la emisión del presente informe, los datos de posicionamiento presentan una tendencia estable (periodos resaltados con franjas de color gris). La estabilidad en las series temporales de cGPS indica que la deformación, por el momento, se ha detenido.

Figura 3. Serie de datos de desplazamiento entre estaciones cGPS ubicadas en flancos opuestos del cono volcánico, para el monitoreo de la deformación en el volcán Cotopaxi. Cuadro superior: Desplazamientos observados en el eje Norte-Sur con la estación VC1 en el flanco norte y MORU al sur. Cuadro inferior: desplazamientos observados en el eje Oeste-Este, con la estación TAMB al este y CAME en el flanco occidental.

Actividad superficial
La actividad superficial del volcán Cotopaxi es vigilada a través de una red de cámaras de rango visible, infrarrojo y sensores satelitales. Desde inicios de octubre 2022 se observó un incremento en la altura máxima diaria de las emisiones de gas, sin que estas necesariamente alcanzaran valores anómalos (Figura 4). El 21 de octubre se registró la primera emisión de ceniza que afectó principalmente al Refugio José Ribas con una ligera caída de ceniza. Luego de una pausa de un mes, el 26 de noviembre se vuelve a registrar una emisión de ceniza, a partir de la cual esta actividad se vuelve continua. Las emisiones de ceniza se incrementan en frecuencia y altura llegando a valores máximos en enero y febrero 2023 con alturas de hasta 3 km sobre el nivel del cráter (km snc). Posteriormente, la frecuencia y altura de las emisiones disminuye, excepto en días puntuales (Figura 4). El 6 de julio se registra la última emisión con contenido moderado de ceniza. Hasta el momento de publicación de este informe, la altura de las emisiones de gas se ha mantenido en valores altos, superiores a etapas pre-eruptivas (Figura 6); un comportamiento que también se observó después del periodo eruptivo de 2015. En promedio, para todo el periodo eruptivo 2022-2023, las alturas máximas de las emisiones de gas fueron de 700 metros y las de ceniza de 1 km. Adicionalmente, durante 16 noches se observó brillo en el cráter, mientras que los sistemas satelitales registraron anomalías termales en 23 días de este periodo eruptivo. La erupción duró 259 días, desde el 21 de octubre de 2022 hasta el 6 de julio de 2023.

Figura 4: Altura máxima diaria de las emisiones de gas (celeste) y ceniza (rosado) del volcán Cotopaxi para el periodo septiembre 2022 - octubre 2023. Los triángulos morados indican las noches durante las cuales se observó brillo en el cráter y los rombos naranja los días que los sistemas satelitales registraron anomalías termales. Las líneas de puntos indican las fechas en las cuales hubo mayor emisión de ceniza.

Nubes y caídas de ceniza
Desde octubre del 2022 se han registrado 168 emisiones de ceniza en el volcán Cotopaxi. En la Figura 5 se observa que el mayor número de emisiones de ceniza fue registrado entre diciembre 2022 y febrero 2023, alcanzando un pico de 38 emisiones de ceniza el mes de enero (1,23 emisiones de ceniza por día). Entre marzo y junio de 2023 la frecuencia de emisiones de ceniza en el Cotopaxi se mantuvo relativamente estable, fluctuando entre 13 y 18 emisiones por mes. Desde inicios de julio, en cambio, se observa un descenso marcado en el número de emisiones, habiéndose registrado solamente 3 emisiones de ceniza a inicios del mes (una tasa de 0.1 emisiones de ceniza por día). La última emisión de ceniza de la que se tiene registros corresponde al día 6 de julio de 2023.

Figura 5. Número de emisiones de ceniza en el volcán Cotopaxi desde octubre del 2022. El eje izquierdo marca el total de emisiones registradas cada mes (barras grises), mientras que el derecho indica la tasa diaria (línea negra; número de emisiones del mes dividido por el número de días).

En total, la masa de las caídas de ceniza entre el 21 de octubre y el 6 de julio de 2023 es estimada en al menos 500 mil toneladas (Figura 6), lo que representa cerca de la mitad de la masa de ceniza emitida durante la erupción de 2015 (1.2 millones de toneladas). Como se muestra en la Figura 6, la mayor cantidad de ceniza fue emitida entre el 17 de enero y el 14 de febrero del 2023 (~150 mil toneladas), mientras que durante el último periodo de recolección de ceniza (20/06/2023 - 23/07/2023) se estimó una masa de tan solo 10 mil toneladas para las caídas de ceniza.

Figura 6. Estimación de masa de caída de ceniza en el volcán Cotopaxi para el periodo octubre 2022 - julio 2023.

Desgasificación
La red de vigilancia permanente DOAS (Espectroscopía de Absorción Optica Diferencial) que mide el flujo diario de SO₂ (dióxido de azufre: gas magmático) emitido por el Cotopaxi, se encuentra ubicada en todos los flancos del volcán para asegurar una vigilancia eficiente. Gracias a esta red, se ha podido determinar que los valores de gas volcánico emitido por el Cotopaxi han disminuido considerablemente con respecto a los meses pasados (Figura 7, línea roja). Este comportamiento también se mantiene al normalizar el valor de SO₂ a una velocidad de viento constante (Fig.7, línea negra), cuyo objetivo es reducir el alza de los valores con los vientos fuertes de verano. A la fecha de emisión del presente informe, los valores han bajado a niveles ligeramente superiores a los registrados antes de octubre del 2022 (nivel de base post-2015). Este flujo de SO2 aún puede ser detectado por los sensores satelitales. El número de medidas válidas, que indican cuan presente está el gas en el ambiente, también ha disminuido, sin embargo, este valor aún se encuentra superior a los valores pre-eruptivos (Figura 8: línea azul).

Figura 7: Gráfica del flujo de gas magmático (SO₂: dióxido de azufre) emitido por el volcán Cotopaxi diariamente. En color rojo se observa la variación temporal del flujo de gas, y en color azul se observa el número de medidas válidas asociado a los flujos. La línea de color negro es una normalización a un valor de velocidad de viento constante igual a 5m/s.

El sensor TROPOMI, a bordo del satélite Sentinel-5SP, detectó la masa de dióxido de azufre (SO₂) emitido por el volcán Cotopaxi desde el inicio de la erupción en octubre 2022. En la Figura 8 se observa que la cantidad de SO₂ fue incrementándose mensualmente hasta llegar a un máximo en enero 2023. Luego fue disminuyendo paulatinamente hasta llegar a valores prácticamente de cero en octubre 2023 (Figura 8). Cabe señalar que en contadas ocasiones se siguen registrando valores de hasta 50 toneladas, es decir, no se ha llegado a los valores pre-eruptivos que eran de cero.

Figura 8: Acumulado mensual y tasa diaria de la emisión de SO₂ en Cotopaxi para el periodo octubre 2022 – octubre 2023, registrado por el sensor satelital TROPOMI y reportado en MOUNTS.

Termografía
El registro y posterior análisis de las imágenes infrarrojas obtenidas a través de la cámara térmica que cubre el área del flanco norte del volcán Cotopaxi denota que las temperaturas máximas aparentes (TMA) son relativamente bajas y mantienen una tendencia descendente respecto a los episodios de mayor actividad observados a lo largo del proceso eruptivo ocurrido entre octubre 2022 hasta la actualidad (Figura 9).

Durante el período de análisis el campo fumarólico de Yanasacha evidenció algunos cambios con respecto al área asociada con la anomalía térmica. Sin embargo, estas variaciones responden a varios factores, entre ellos la condición climática estacional y el derretimiento del glaciar. Además, se presenta una mayor cantidad de grietas en el glaciar circundante. Esto se puede identificar a través del contraste de colores en la imagen infrarroja de la Figura 9, panel superior.
Por esta razón y hasta el momento de la emisión de este informe, las tendencias observadas dentro de este último período eruptivo muestran una marcada disminución; sin embargo, los cambios que se observan a nivel de la superficie glaciar son notables.

Figura 9. Superior. Imagen infrarroja de la emisión observada el 18 de octubre a las 05h33 TL con una emisión poco energética que alcanzó 500 m sobre la cumbre. En el rectángulo amarillo, el campo fumarólico (C.F.) Yanasacha. En la escala de colores, se denotan TMA mayores hacia la escala de colores rojos, mientras las TMA son menores hacia los colores azules. Inferior. Serie de datos de las Temperaturas máximas aparentes (TMA) del campo fumarólico Yanasacha. En puntos rojo, los valores de las medidas máximas válidas registradas (entre las 18h00 a 06h00, sin radiación solar) y en negro, el valor de la media móvil generado cada 7 días, donde se observa una tendencia variable pero gradualmente decreciente en las últimas semanas.

Interpretación de datos
En los últimos meses, se observa que todos los parámetros de monitoreo del volcán Cotopaxi han descendido, tanto en su ocurrencia, como en su intensidad. Este comportamiento ha sido continuo durante varios meses, alcanzando actualmente un estado que presenta bajos niveles de energía. Consecuentemente, se concluye que el proceso eruptivo de 2022-2023 habría terminado.

Pronósticos a corto plazo de la actividad del volcán Cotopaxi
(Actualización 20/10/2023)
Nota de descargo: Los pronósticos a corto plazo se definen en función de la evolución de la actividad reciente del volcán Cotopaxi y presentan los principales fenómenos susceptibles de producirse. El grupo técnico-científico del Instituto Geofísico de la EPN actualiza periódicamente estos pronósticos para un periodo de días a semanas. En el caso de un proceso aproximadamente estacionario, no habría cambios en los pronósticos. Los fenómenos naturales como las erupciones volcánicas son impredecibles en cuanto a su magnitud y cronología, por lo que los pronósticos son sólo una guía para la toma de decisiones por parte de las autoridades y de la comunidad en general. Los pronósticos pueden diferir de los escenarios de los mapas de amenaza volcánica en función de las condiciones actuales. El orden de los pronósticos no está basado en cálculos sino en función de las conclusiones de la evaluación de la actividad reciente del volcán.

Pronóstico a corto plazo (días a semanas) de la actividad del volcán Cotopaxi:

• 1. Más probable: la actividad actual del volcán Cotopaxi continúa en un gradual y paulatino descenso. Los parámetros de monitoreo se estabilizan y regresan a niveles similares o equivalentes a los observados previo a octubre de 2022. Se espera esporádicas emisiones de gases y vapor de agua cada vez menos comunes que alcanzan alturas bajas. Actividad histórica similar: 2016-2021.
• 2. Menos probable: en corto tiempo (días a semanas) se registra un aumento de los parámetros de vigilancia, mismos que conducen a nueva actividad eruptiva produciendo columnas eruptivas sostenidas y caídas de cenizas. Escenarios referenciales en los mapas de amenazas volcánicas del Cotopaxi: escenario 1 (índice de explosividad volcánica VEI 1-2); actividad histórica similar: 2015 y 2022-2023.
• 3. Muy poco probable: en un corto periodo de tiempo se registra un rápido aumento de los parámetros de vigilancia, mismos que conducen a nueva actividad eruptiva. Se desencadena en una erupción mediana-grande con columnas eruptivas altas (>8 km sobre el cráter) y caídas de ceniza a nivel nacional, flujos piroclásticos y lahares primarios procedentes del derretimiento parcial del glaciar. Escenarios referenciales en los mapas de amenazas volcánicas del Cotopaxi: escenarios 3 y 4 (índice de explosividad volcánica VEI≥3); actividad histórica similar: 1877

Elaborado por:
P.Mothes, F.J. Vasconez, A. Vásconez, D. Sierra, S. Aguaiza, P. Palacios, S. Hernandez, F. Naranjo, M. Yépez, B. Bernard, M. Ruiz.
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional

Las crónicas de la erupción del 26 de junio de 1877 describen cómo fue la última erupción de gran impacto del Cotopaxi. El padre Luis Sodiro en 1877 y el naturalista Teodoro Wolf en 1878 describen detalles muy relevantes de esta erupción que nos dan una idea bastante clara de cómo se desarrolló el evento y la magnitud de la afectación causada. Más recientemente, las investigaciones geológicas realizadas por el IG-EPN y otros científicos en el Cotopaxi han complementado esta información; de este modo, podemos imaginar qué es lo que se puede esperar en caso de una erupción futura.

Sabemos por las crónicas que antes de la erupción “grande”, el volcán ya emitía material incandescente, nubes de gases y ceniza de manera esporádica. Las señales premonitoras se acentuaron a partir de enero de 1877 con “bramidos y ruidos subterráneos” que se hicieron paulatinamente más frecuentes. Incluso, el día previo a la erupción, material incandescente acompañado de una nube de ceniza de gran altura salió del volcán y llegó hasta Quito, convirtiendo el día en noche en Machachi.

Figura 1.- El volcán Cotopaxi en 1872, previo a la gran erupción de 1877. Ilustración realizada por Rafael Troya. Se aprecia la cara sur del volcán, vista desde Mulaló, presentando una ligera emisión de gases.

A pesar de ello, no fue hasta el 26 de junio de ese año que la erupción grande ocurrió. Desde aproximadamente las 06h00 (tiempo local) una enorme columna de gases y ceniza ascendió desde el cráter, dispersándose en la atmósfera. Pronto la ceniza llegó a Quito, donde el cielo se obscureció por completo asemejando la noche. La obscuridad envolvió también otras zonas como Latacunga y Papallacta, aunque en esta última la duración de la penumbra fue menor. Para zonas más distales como Guayllabamba y Ambato los efectos fueron mucho más leves, sintiéndose el ambiente bastante polvoroso por la presencia de ceniza.

Los “cañonazos” y “detonaciones” provenientes del volcán se escucharon en Quito y Latacunga, pero también en zonas tan distantes como Guayaquil. Este fenómeno no era algo nuevo: se sabe que en la erupción de 1744 se escucharon los ruidos provenientes del volcán hasta Pasto y Popayán (Colombia).

En pocas horas, la erupción fue ganando vigor por lo que flujos piroclásticos empezaron a formarse y descendieron por prácticamente todos los flancos del volcán. Según el relato de Wolf, este proceso fue similar a “la espuma de una olla de arroz que al fuego repentinamente comienza a hervir y derramarse”. Estas nubes ardientes de gas y ceniza se desplazaron rápidamente sobre el glaciar, derritiendo importantes porciones de este y generando enormes flujos de lodo o lahares. Cuando leemos las crónicas hay que ser cautelosos, pues a la época la nomenclatura de muchos de los fenómenos volcánicos era distinta a la que tenemos hoy en día. Así, muchas veces se hace referencia a estos flujos de lodo como “las avenidas de agua y lodo” o incluso se los denomina “flujos de lava”, pese a que la descripción coincide perfectamente con lo que hoy se conoce como un lahar.

Las películas y la cultura popular en general nos han condicionado a asociar las erupciones volcánicas casi exclusivamente con flujos de lava y, si bien este fenómeno pudiera presentarse para el caso del Cotopaxi, se estima que los flujos de lava serían relativamente lentos y se quedarían restringidos a las proximidades del cráter y en todos los casos dentro del Parque Nacional Cotopaxi. Algo similar sucede con las “rocas voladoras” o más propiamente llamadas proyectiles balísticos. Este tipo de fenómenos necesariamente se verían restringidos a la zona más proximal al cráter, es decir unos 2 o 3 km a la redonda, siendo por tanto imposible que alcancen poblaciones como Latacunga o el Valle de los Chillos.

El verdadero peligro que esconde la emisión de material incandescente está en la rápida fusión del hielo, que desencadenó el descenso de gigantescos lahares. Los lahares descendieron cargando abundantes bloques de roca y trozos de hielo, inundando las principales quebradas del volcán y encaminándose por los tres drenajes principales. Los lahares no son flujos de alta temperatura que calcinen todo a su paso, al contrario, son de temperaturas relativamente bajas, si acaso pueden llegar a ser “tibios”. Lo que los hace peligrosos es su enorme volumen, su consistencia similar al concreto fresco y su gran rapidez, pudiendo alcanzar los centros poblados con velocidades de 40-50km/h. El impacto de estos flujos contra las casas podría destruirlas o dejarlas completamente enterradas.

Figura 2.- Representación artística de la erupción del Cotopaxi de 1877. Ilustración de D. Sierra (IG-EPN) 2023. La ilustración muestra flujos piroclásticos descendiendo por los flancos del volcán, derritiendo el hielo y formando gigantescos lahares que alcanzan zonas pobladas. Las espesas caídas de ceniza han convertido el día en tinieblas.

Sabemos por las investigaciones geológicas que los flujos de lodo producidos durante la erupción de 1877, pudieron tener volúmenes de entre 60 a 80 millones de metros cúbicos de material en cada uno de sus drenajes principales: río Pita al norte, río Cutuchi al sur y río Tamboyacu al este. ¿Cómo podemos entender este número? ¿Recuerdan los flujos de lodo que descendieron en el sector de La Gasca- Quito en 2022? Aquellos flujos tumbaron las paredes de algunas casas y se llevaron consigo árboles, vehículos y produjeron casi 30 víctimas fatales. Pues, los flujos provocados por una erupción del Cotopaxi pueden ser hasta 800 veces más voluminosos que el aluvión de la Gasca en cada uno de los drenajes.

Las crónicas escritas detallan como el flujo lahárico de 1877 arrasó con los puentes localizados en los ríos Culchi y Cutuchi, en Píllaro, Patate, Baños y Agoyán; así mismo, destruyó los molinos y haciendas que estaban a su paso. Gran parte de los caseríos localizados entre el volcán y Latacunga fueron enterrados por el lodo. No se tiene estimaciones claras de cuántas víctimas causó, pero se cree que solo en el distrito de Latacunga, hubo al menos 300 fallecidos.

Figura 3.- Mapa del volcán Cotopaxi, mostrando las zonas de inundación por flujos de lodo o lahares tras la erupción de 1877. Se observa los flujos que se dirigen al norte (río Pita y río Pedregal) y los que se juntan al sur en el río Cutuchi, que baña la ciudad de Latacunga. Elaborado por T. Wolf (1978). Nótese que el Norte se encuentra dispuesto hacia la izquierda del mapa.

Las crónicas nos recuerdan que a lo largo del drenaje del río Pita (hacia el norte) la afectación fue menor ya que en ese entonces el Valle de Los Chillos era una zona poco poblada. Los lahares alcanzaron el sector de Cashapamba y Los Chillos, destruyendo molinos, obrajes y talleres varios. Los flujos del norte siguieron su paso hasta desembocar en el Océano Pacífico a través del río Esmeraldas.

De igual manera hacia el flanco oriental, los lahares descendieron por los ríos Verde, Verdeyaku y alcanzaron Puerto Napo, destruyeron muchas casas asentadas en las riberas de los ríos Jatunyaku y Napo hasta llegar a Puerto Misahuallí. El flujo se llevó embarcaciones, cabezas de ganado y cobró la vida de al menos 20 personas.

En los días posteriores continuó la emisión de gases y ceniza; paulatinamente, el volcán fue retomando la calma y la población empezó la larga tarea de la reconstrucción.

Entre agosto y diciembre del 2015 el Cotopaxi atravesó un proceso eruptivo de tamaño pequeño, que produjo caídas de ceniza, especialmente hacia el occidente del volcán, y pequeños flujos de lodo (lahares secundarios) cuyo corto alcance produjo únicamente afectación al interior del Parque Nacional Cotopaxi. Más recientemente, desde octubre de 2022, el Cotopaxi mantuvo un proceso eruptivo que se extendió a lo largo de casi 8 meses. Al momento, el volcán está regresando paulatinamente a sus niveles de base.

Estas dos erupciones recientes, aunque han sido de baja magnitud, son un recordatorio para todos de que el volcán sigue activo y constituye una potencial amenaza. No tenemos certeza de cuándo ocurrirá, pero sí podemos estar seguros de que el Cotopaxi volverá a tener una erupción grande en el futuro. Es por esto que lo más importante es permanecer informados, prepararnos y conocer los riesgos en nuestra localizad. Pero, sobre todo, no debemos olvidar los sucesos que ha registrado la historia.

Conoce el mapa de potenciales amenazas del volcán Cotopaxi. ¿Dónde queda tu casa? ¿Tu lugar de trabajo? ¿La escuela de tus niños?

Explora el mapa interactivo: https://www.igepn.edu.ec/mapas/amenaza-volcanica/mapa-volcan-cotopaxi.html
Encuentra información importante sobre qué hacer frente a una erupción: https://alertasecuador.gob.ec/

Modificado por última vez el 25/06/2024.

Autores: D. Sierra, M. Córdova, S. Hidalgo, D. Andrade.
Corrector de Estilo: G. Pino
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional

Dentro de las tareas de vigilancia de las amenazas volcánicas en el Ecuador, miembros del Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional (IG-EPN) realizaron una nueva campaña de medición y muestreo en fuentes termales y vertientes asociadas al sistema hidrotermal del volcán Cotopaxi el día 29 de septiembre de 2023.

Figura 1. Muestreo de Aguas y Vertientes termales en el sector del Río Pita, al norte del volcán Cotopaxi (Fotos: A. Herrera/ IG-EPN).

Este tipo de muestreos se realiza de manera periódica en los principales centros volcánicos del país. Los técnicos realizaron la medición de los parámetros físico-químicos del agua y recolectaron muestras que serán analizadas en el Centro de Investigación y Control Ambiental (CICAM) de la Escuela Politécnica Nacional (EPN), para la determinación de los elementos mayoritarios.

Figura 2. Medición de parámetros físico químicos y muestreo en el sector Manantiales (Foto: M. Córdova/ IG-EPN).

¿Quieres aprender más sobre los fluidos volcánicos? Visita el siguiente link: https://www.igepn.edu.ec/publicaciones-para-la-comunidad/comunidad-espanol/21957-fluidos-volcanicos-aguas-termales-y-gas.

M. Córdova, A. Herrera
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional

Dentro de las tareas de vigilancia de las amenazas volcánicas en el Ecuador, miembros del Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional (IG-EPN) realizaron una nueva campaña de mediciones de gravimetría en el volcán Cotopaxi.

Estas campañas se realizan periódicamente en una red ya definida y permiten evaluar cambios internos en el volcán, para este efecto se emplea un gravímetro relativo.
Los resultados se evalúan complementariamente con el resto de los parámetros de monitoreo que se vigilan permanentemente en el volcán como son: sismicidad, deformación, desgasificación, termografía y actividad superficial.

Las mediciones de gravimetría permiten estimar parámetros como: movimiento de magma, volumen de magma, profundidad y distancia desde el punto de medida y densidad del magma. Para el procesamiento de estos datos es necesario la deformación del volcán, por lo que se instaló una estación temporal GNSS para complementar esta información.
El Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional extiende un profundo agradecimiento al personal de Aglomerados Cotopaxi S.A., Hostería Hacienda San Joaquín y funcionarios Parque Nacional Cotopaxi, que apoyaron a los técnicos del IG-EPN para realizar esta tarea.

Figura 1. Campaña de medidas con el gravímetro Scintrex CG-5, en los puntos de control del volcán Cotopaxi.

Figura 2. Instalación de una estación GNSS temporal en el volcán Cotopaxi.

Córdova M., Salgado J., Herrera A
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional

El 22 de septiembre de 2023, técnicos del Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional (IG-EPN) realizaron el mantenimiento de la red de cenizómetros ubicados en las comunidades aledañas al volcán Cotopaxi, en las Provincias de Pichincha y Cotopaxi.

Trabajo de campo

El volcán Cotopaxi, ubicado en la provincia del mismo nombre, es uno de los volcanes más peligrosos del país. Actualmente, el nivel de actividad superficial del volcán es considerado como bajo respecto a meses anteriores. Los técnicos han venido realizando la recolección de ceniza y el mantenimiento de la red de cenizómetros de manera periódica desde el inicio de su más reciente periodo eruptivo en octubre de 2022. Mientras que entre noviembre y julio los técnicos del IG-EPN recolectaron entre 20 y 30 muestras de ceniza en cada recorrido, la más reciente visita tuvo como objetivo solamente hacer el mantenimiento de los cenizómetros para mantener la red operativa, ya que no se han presentado emisiones de ceniza en los últimos meses.

Los cenizómetros se encuentran ubicados en lugares como Machachi (La María, Tesalia, San Miguel-El Pedregal, Santa Ana-El Pedregal, Libertad, Jambelí, Aloag), el Parque Nacional Cotopaxi (Acceso Norte, Tambopaxi, Refugio, La Pradera, Limpiopungo, Mariscal Sucre, Carretera), Latacunga (Santa Rita, San Agustín de Callo, San Ramón, Mulaló, Latacunga Centro, El Progreso, Tiopullo, Estación Cotopaxi).

Figura 1. Mantenimiento de la red de cenizómetros dentro del cantón Machachi por parte del personal del IG-EPN (Fotos: A. Vásconez/IG-EPN).

Los cenizómetros son recipientes especialmente diseñados para la recolección de muestras de caídas de ceniza. Los datos obtenidos a través de esta red permiten a los técnicos llevar un control periódico de la dispersión y el volumen de ceniza que emiten los volcanes. Además, permiten recolectar muestras de ceniza volcánica no contaminadas que se analizan posteriormente en laboratorio para conocer su composición y, en base a esto, evaluar la actividad de los volcanes en erupción y la peligrosidad de la ceniza volcánica emitida.

Figura 2. Mantenimiento de la red de cenizómetros dentro del Parque Nacional Cotopaxi por parte del personal del IG-EPN (Fotos: A. Vásconez/IG-EPN).

El mantener la red de cenizómetros del Cotopaxi operativa es esencial para evaluar el impacto de posibles futuras emisiones de ceniza, aunque cabe recalcar que al momento el Cotopaxi se encuentra con una actividad superficial baja.

Figura 3. Mantenimiento de la red de cenizómetros dentro del cantón Latacunga por parte del personal del IG-EPN (Fotos: A. Vásconez/IG-EPN).

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

Actualización del estado del volcán Cotopaxi

Portada: Emisión de gases y vapor de agua del volcán Cotopaxi hacia el oriente, visto desde la estación VC1 ubicada al flanco nor-oriental del Volcán. 26/07/2023 (Foto: D. Sierra/IG-EPN).

Resumen
El 21 de octubre del 2022, el volcán Cotopaxi inició un nuevo periodo eruptivo que se ha extendido por más de 10 meses. Durante este período, el fenómeno eruptivo más frecuente ha sido la emisión de ceniza. Estas emisiones fueron más intensas entre diciembre de 2022 y febrero de 2023, cuando se registraban hasta diez emisiones de ceniza por semana, la mayoría de ellas de baja altura (<1 km sobre el nivel del cráter) y con bajo contenido de ceniza. Como consecuencia se registraron varias caídas de ceniza en las inmediaciones del Parque Nacional Cotopaxi (PNC) y en ocasiones el alcance fue mayor, llegando a zonas pobladas especialmente en los cantones Latacunga, Mejía, Rumiñahui y Quito.

Sin embargo, desde finales del mes de febrero de 2023 se observa un continuo descenso en las tendencias de los parámetros de vigilancia del volcán Cotopaxi, tanto en la actividad interna como en la superficial. A nivel interno, el cambio está marcado principalmente por una disminución en la cantidad de sismos diarios (tremores: asociados a emisiones de ceniza; y LPs: asociados a movimiento de fluidos). A nivel superficial el cambio se ve reflejado, entre otros, por la disminución de las columnas de emisión de gases hacia la atmósfera, acompañada por el descenso en la tasa de emisiones de ceniza y la cantidad de ceniza emitida. La última emisión de ceniza de la que se tiene registros ocurrió el 6 de julio de 2023.

En general, los parámetros de vigilancia muestran que la actual erupción del Cotopaxi va disminuyendo en su intensidad y puede ya catalogarse como de nivel BAJO a nivel superficial con tendencia sin cambios. Sin embargo, en vista de que persisten procesos leves de deformación, desgasificación y sismicidad, se considera que la actividad interna se mantiene en un nivel MODERADO con tendencia sin cambios.

La evolución de esta actividad a mediano plazo es incierta, debido a la naturaleza misma de los fenómenos volcánicos. Sin embargo, ahora se considera que el escenario más probable a corto plazo (días a semanas) es un retorno a un estado similar al anterior a octubre 2022. A pesar de este cambio de nivel de actividad eruptiva, se recalca la importancia de mantener activo el sistema de vigilancia y continuar con las tareas de prevención asociadas a los escenarios eruptivos planteados para el volcán Cotopaxi. El IG-EPN se mantiene atento en caso de ocurrir cambios en las condiciones del volcán para poder ofrecer información oportuna a las autoridades y población en general.

Anexo técnico-científico

Sismicidad
Múltiples parámetros sísmicos del volcán Cotopaxi han mostrado una disminución gradual en los últimos meses. Junto con el seguimiento manual realizado por nuestros analistas, también se han desarrollado técnicas automatizadas para la detección del tremor de emisión asociada con las emisiones de ceniza. Para cada día, sumamos el número total de minutos (duración Figura 1, panel superior) y seguimos la evolución de la energía liberada a lo largo del tiempo (Figura 1, panel inferior). En la figura superior vemos como la duración de los episodios de tremor se ha mantenido, pero ha disminuido su frecuencia de ocurrencia. En el panel inferior se observa como la energía ha decaído lentamente desde mediados de febrero. Tras el pico de febrero, en los meses siguientes se han producido pulsos más pequeños, menos significativos y de corta duración, con una frecuencia de ocurrencia cada vez menor. El último pulso significativo de emisión de ceniza se produjo el 6 de julio.

Figura 1: Superior: Total de horas de tremor por día desde octubre de 2022 hasta la actualidad. Inferior: Evolución de energía liberada diariamente desde octubre de 2022 hasta la actualidad.

La magnitud media de los eventos localizados (Figura 2) muestra un descenso claro desde finales de febrero, para luego ascender y oscilar, pero sin llegar a niveles tan altos como los del mes de febrero. El nivel actual representado por este indicador pone de manifiesto que no existe suficiente energía para generar un nuevo pulso de actividad sísmica, que generalmente acompaña a fases algo más intensas de erupción, como lo ocurrido en enero y febrero de este año.

Figura 2: Magnitud media y sus intervalos de confianza de los eventos localizados alrededor del volcán Cotopaxi, con datos hasta el 9 de agosto de 2023. Las muestras de puntos azules se diferencian significativamente (95% de confianza) de las muestras de puntos rojos.

Deformación
Los procesos internos del volcán, como el ingreso de nuevo magma al sistema, producen el aumento de la presión y cambios en los estados de esfuerzos al interior del edificio volcánico. Estos fenómenos se manifiestan a nivel superficial como deformación del terreno, que es detectable por medio de instrumentos de alta precisión.

Durante la actual fase eruptiva del volcán Cotopaxi, la inflación (periodo resaltado con franjas de tono gris oscuro en la Figura 3) alcanzó su magnitud máxima entre los meses de febrero y marzo del presente año. Durante los meses siguientes, la deformación detectada de norte a sur del edificio volcánico (gráfica superior de la Figura 3) presentó una tendencia descendente (deflación), que se mantuvo hasta finales del mes de junio (periodo en gris claro). Durante el mes de julio se observan patrones variables, finalizando con un pequeño incremento de los desplazamientos registrados.

Por otra parte, en la sección oeste a este, (gráfica inferior en la Figura 3) se reconocen dos episodios de mayor deformación en los meses de febrero y mayo respectivamente. Durante junio se observaría un ligero descenso con respecto a mayo. Si se considera el periodo de marzo a julio, se observa que la tendencia se mantiene ascendente, con una velocidad media cercana a los 6.7 mm/año.

En base a los patrones variables de deformación, observados durante julio en la sección norte – sur y la tendencia, que aún se mantiene positiva en la sección oeste – este, se concluye que la inflación, hasta el momento, no se ha estabilizado completamente.

Figura 3. Serie de datos de posicionamiento para el monitoreo de la deformación en el volcán Cotopaxi, entre enero de 2021 y julio de 2023 en base a estaciones GSNN ubicadas en flancos opuestos del volcán. Las circunferencias en color azul representan las posiciones relativas diarias. Los puntos en color naranja representan el promedio de cada 4 días. Cuadro superior: Deformación a lo largo del eje norte – sur. Las franjas de color gris representan los periodos: gris oscuro – mayor inflación entre mayo y junio; gris claro – deflación (gráfica superior) y desaceleración (gráfica inferior); gris tenue - deformación inestable durante el mes de junio (cuadro superior). Las flechas en color negro representan la tendencia durante cada periodo.

Nubes y caídas de ceniza
Desde octubre del 2022 se han registrado 168 emisiones de ceniza en el volcán Cotopaxi. En la Figura 4 se observa que el mayor número de emisiones de ceniza fue registrado entre diciembre 2022 y febrero 2023, alcanzando un pico de 38 emisiones de ceniza el mes de enero (tasa de 1,23 emisiones de ceniza por día). Entre marzo y junio de 2023 la frecuencia de emisiones de ceniza en el Cotopaxi se mantuvo relativamente estable, fluctuando entre entre 13 y 18 emisiones al mes. Desde inicios de julio, en cambio, se observa un descenso marcado en el número de emisiones, habiéndose registrado solamente 3 emisiones de ceniza drante todo el mes (tasa de 0,1 emisiones de ceniza por día). Adicionalmente, en lo que va el mes de agosto no se han observado emisiones de ceniza.

Figura 4. Número de emisiones de ceniza en el volcán Cotopaxi desde octubre del 2022. El eje izquierdo marca el total de emisiones registradas cada mes (barras grises), mientras que el derecho indica la tasa diaria (línea negra; número de emisiones del mes dividido por el número de días). Para agosto se tomaron en cuenta las emisiones registradas hasta el 08/08/23.

En paralelo, el Centro de Avisos de Cenizas Volcánicas de Washington (W-VAAC por sus siglas en inglés) ha publicado 196 reportes de nubes de ceniza en el volcán Cotopaxi desde el 21 de octubre de 2022. Los mayores alcances fueron observados por satélites para las nubes de ceniza asociadas a la actividad del 26 de noviembre; 20 de diciembre; 26 y 30 de enero; 10, 18 y 19 de febrero; y 28 de marzo con más de 100 km de distancia desde el volcán. Por otro lado, las alturas máximas de las nubes de ceniza (mayor a 2 km sobre el cráter) fueron reportadas por la W-VAAC los días 26 de noviembre; 11 de diciembre; 13 y 17 de enero; 28 de marzo; y 24 de abril. Debido a esta actividad, entre el 26 de noviembre 2022 y el 3 de julio 2023 se reportó caída de ceniza leve desde varios sectores de los cantones Latacunga, Mejía, Rumiñahui y Quito (Figura 5).

Figura 5. Proyección de las alertas W-VAAC registradas desde el 21 de octubre 2022 hasta el 8 de agosto de 2023 con los reportes de caída de ceniza recibidos en este periodo a través del grupo de vigías del volcán Cotopaxi, la Red de Observadores Volcánicos (ROVE), el PNC y de los informes de la SGR (figuras negras). Se observa que la mayoría de las alertas y reportes se han dado entre enero y febrero (cuadro superios derecho). Además, se observa la reducción en el número de emisiones de ceniza y reportes de caída desde el mes de junio 2023 (cuadro inferior derecho).

En total, la masa de ceniza caída entre el 21 de octubre y el 25 de julio de 2023 está estimada en al menos 0.5 millones de toneladas (Figura 6), lo que representa menos de la mitad de la masa de ceniza emitida durante la erupción de 2015 (1.2 millones de toneladas). Como se muestra en la Figura 6, la mayor cantidad de ceniza fue emitida entre el 17 de enero y el 14 de febrero del 2023 (~150 mil toneladas), mientras que durante el último periodo (20/06/2023 - 27/07/2023) se estimó una masa de caída de ceniza de solamente 10 mil toneladas.

Figura 6. Estimación de masa de caída de ceniza en el volcán Cotopaxi para el periodo octubre 2022 - julio 2023.

La ceniza de estas caídas fue muestreada y el material recolectado fue preparado para el análisis correspondiente en el laboratorio del IG-EPN. En la Figura 7 se indica la evolución de los porcentajes de los componentes que conforman la ceniza recolectada mensualmente desde octubre 2022 hasta julio 2023. Los resultados muestran un incremento marcado en el aporte del material juvenil (material asociado al magma que está generando la actividad volcánica en superficie) entre octubre (19%) y febrero (46%), mientras que desde marzo el porcentaje de material juvenil en la ceniza emitida se mantiene relativamente estable entre el 35 y 40%.

Figura 7. Evolución del contenido ponderado de material juvenil (material derivado del magma en erupción) en negro y accidental (material volcánico viejo) en rojo observado en las fracciones de 0.18, 0.125 y 0.09 mm de las muestras de ceniza recolectadas mensualmente. En la parte inferior se indican unos ejemplos de material juvenil (café, negro a gris brillante) y material accidental (opaco, oxidado).

Termografía
Desde el mes de mayo no se ha podido realizar sobrevuelos debido a las condiciones climáticas y a limitaciones logísticas. Por lo tanto, no se cuenta con mediciones de las temperaturas de los campos fumarólicos.

Los sensores satelitales han registrado anomalías termales dentro del cráter del volcán Cotopaxi desde 2015. En la figura 10, se resaltan los 6 días en que el satélite Sentinel-2 las detectó. Dentro del actual periodo eruptivo, el mes de diciembre 2022 fue el mes con el mayor número de anomalías (3 de 6). Además, el sistema satelital FIRMS de la NASA registró 12 anomalías termales dentro del cráter, en 9 días, entre noviembre 2022 y julio 2023. Todas ellas con valores muy bajos de energía radiante y en momentos en donde las emisiones de gas y ceniza eran débiles o inexistentes (Figura 8).

Este tipo de anomalías pueden seguirse observando debido a que el sistema se mantiene relativamente caliente, sin que esto implique una actividad eruptiva mayor inminente.

Figura 8. Anomalías termales detectadas por el satélite Sentinel-2 en el interior del cráter del volcán Cotopaxi, para el periodo octubre 2022 – agosto 2023. Composición de bandas B12-B11-B8A + B4-B3-B2.

Actividad superficial
La actividad superficial del volcán Cotopaxi es vigilada a través de una red cámaras de vigilancia y sensores satelitales desde 2015 (Figura 9A). Desde el mes de mayo del 2023 tanto la frecuencia de las emisiones de ceniza como la altura de las mismas han descendido, siendo mucho más notorio desde el mes de junio (Figura 9B). Los días 5 y 6 de julio fueron los últimos días que se registró emisión de ceniza con alturas de 800 y 200 m sobre el nivel del cráter (snc), respectivamente. Por otro lado, las columnas de emisión de gas han mantenido sus alturas promedio entre 100 y 800 metros sobre la cumbre, con ocasionales pulsos de hasta 2100 m snc (Figura 9B). Se registró brillo en el cráter las noches del 24 de junio, 26 de julio y 4 de agosto. Adicionalmente, los sensores satelitales detectaron anomalías termales los días 20 de junio, 2 y 26 de julio y 4 de agosto. En general, las alturas de las emisiones de gas y ceniza, y la frecuencia de las emisiones de ceniza muestran una tendencia descendente desde junio 2023 en comparación a los meses precedentes.

Figura 9. A. Serie temporal de las alturas máximas de las columnas de gas y ceniza observadas en el volcán Cotopaxi desde 2015 al presente. B. Ampliación a la actividad reciente desde el 1 de septiembre de 2022. Nótese la ausencia de barras rosadas, emisiones de ceniza, durante el mes de julio-agosto 2023.

Desgasificación
La red de instrumentos DOAS NOVAC-type I (Espectroscopía de Absorción Óptica Diferencial), empleada para cuantificar el flujo de dióxido de azufre, SO2 (gas proveniente del magma) emitido por el volcán, ha registrado picos sucesivos de desgasificación cuya tendencia ascendente se detuvo a mediados del mes de julio (17 de julio de 2023). Desde esta fecha se ha observado que el flujo total de gas emitido ha ido decreciendo progresivamente hasta la emisión del presente informe.

Sin embargo, estas medidas aún no han retornado a los valores obtenidos previo a esta fase eruptiva 2022–2023. Los triángulos amarillos en la Figura 10 muestran que la emisión de ceniza del 6 de julio fue una de las últimas emisiones evidentes detectadas tanto en satélite como en las cámaras de vigilancia permanente del IG-EPN, asociada a los últimos picos de desgasificación detectados en el volcán.

Figura 10. Flujo máximo de dióxido de azufre diario registrado en las 5 estaciones DOAS del volcán Cotopaxi (Refugio Norte, Refugio Sur, Cami, San Joaquín y Tambo). Gráfico actualizado hasta el 06 de agosto de 2023.

Por otro lado, la masa de dióxido de azufre (SO2) detectada por el sensor satelital TROPOMI (Sentinel-5SP) muestra una tendencia descendente muy marcada desde abril 2023 llegando a su punto más bajo en agosto, siendo incluso menor que lo registrado en el mes de octubre de 2022 cuando inició la erupción (Figura 11). Cabe señalar que los valores no han descendido a cero, es decir, no han regresado a los valores pre-eruptivos.

Figura 11. Acumulado mensual y tasa diaria de la emisión de SO2 en Cotopaxi para el periodo octubre 2022 – agosto 2023, registrado por el sensor satelital TROPOMI y reportado por MOUNTS.

La Figura 12 muestra la anomalía detectada por el sensor satelital TROPOMI (Sentinel-5SP), asociada a la emisión de dióxido de azufre (SO2) del volcán Cotopaxi, así como de los otros volcanes en erupción del Ecuador continental (por ejemplo: Sangay y El Reventador). Globalmente se muestra que los valores en estos últimos 4 meses son bajos respecto a lo detectado desde el inicio de la erupción, pero la anomalía aún no desaparece.

Figura 12. Emisión media de dióxido de azufre (SO2) registrada por el sensor satelital TROPOMI (Sentinel-5SP) y graficada en el código Google Engine de C. Laverde - SGC. Note en la esquina inferior derecha la escala cualitativa de colores asociada a la anomalía de emisión de gas.

Interpretación de datos
En base a la información disponible, se concluye que la actividad del volcán Cotopaxi ha alcanzado un nivel bajo a nivel superficial y se mantiene en nivel moderado a nivel interno. El análisis conjunto de los de los diferentes parámetros de vigilancia sugiere que la actividad reciente del Cotopaxi ha sido provocada por la presencia de cuerpo de magma pequeño, el cual es el responsable de las emisiones de SO 2 y ceniza reportados durante estos más de 10 meses de actividad.

NO hay evidencia que muestre el ingreso de un nuevo volumen de magma hacia el sistema superficial en los últimos meses. Por lo que algunos de los parámetros de monitoreo presentan una disminución en sus tendencias y la actividad superficial es baja.

Actualmente, la actividad superficial del Cotopaxi se caracteriza por la emisión de columnas de gases y vapor de agua que generalmente no sobrepasan los 1000 m sobre el nivel del cráter. Los gases de origen magmático, especialmente el SO2 siguen presentes en la pluma volcánica, pero muestran un descenso progresivo desde febrero tanto en los instrumentos permanentes como en los datos satelitales. A nivel interno, la sismicidad sigue dominada por sismos de tipo LP y episodios de tremor cada vez menos energéticos. La deformación no se ha estabilizado y se observa tendencias variables, sin que se evidencie un claro incremento ni una tendencia deflacionaria definitiva.

Pronósticos a corto plazo de la actividad del volcán Cotopaxi
(Actualización 09/08/2023)

Nota de descargo: Los pronósticos a corto plazo se definen en función de la evolución de la actividad reciente del volcán Cotopaxi y presentan los principales fenómenos susceptibles de producirse. El grupo técnico-científico del Instituto Geofísico de la EPN actualiza periódicamente estos pronósticos para un periodo de días a semanas. En el caso de un proceso aproximadamente estacionario, no habrá cambios en los pronósticos. Los pronósticos están sujetos a cambios rápidos si se detectan anomalías en los parámetros de vigilancia volcánica. Los fenómenos naturales como las erupciones volcánicas son impredecibles en cuanto a su magnitud y cronología, por lo que los pronósticos son sólo una guía para la toma de decisiones por parte de las autoridades y de la comunidad en general. Los pronósticos pueden diferir de los escenarios de los mapas de amenaza volcánica en función de las condiciones actuales. El orden de los pronósticos no está basado en cálculos sino en función de las conclusiones de la evaluación de la actividad reciente del volcán.

Pronósticos a corto plazo (días a semanas) de la actividad del volcán Cotopaxi

1. Más probable: la actividad eruptiva del Volcán Cotopaxi continúa en un descenso gradual. Los parámetros de monitoreo se estabilizan y regresan a niveles similares o equivalentes a los observados antes de octubre de 2022. Se espera esporádicas emisiones de gases y vapor de agua cada vez menos comunes que alcanzan alturas bajas. Escenario referencial noviembre 2015 – enero 2016.

2. Menos probable: La erupción del Cotopaxi registra un nuevo aumento gradual de la actividad, produciendo columnas eruptivas de hasta 2-4 km sobre el cráter, provocando caídas de ceniza de impacto cantonal a provincial (principalmente Cotopaxi, Pichincha), similar a lo observado entre noviembre del 2022 y febrero del 2023. La acumulación de material en los flancos del volcán podría provocar lahares secundarios de tamaño pequeño ocasionados por la removilización de la ceniza recién depositada debido a fuertes lluvias, afectando únicamente las inmediaciones del PNC. Escenario referencial en los mapas de amenazas volcánicas del Cotopaxi: escenario 1 (índice de explosividad volcánica VEI 1-2); actividad histórica similar: agosto – septiembre 2015.

3. Muy poco probable: la erupción del Cotopaxi registra aumento rápido y significativo de la actividad interna y superficial del volcán con columnas eruptivas altas (>8 km sobre el cráter) y caídas de ceniza a nivel nacional, flujos piroclásticos y lahares primarios procedentes del derretimiento parcial del glaciar. Escenarios referenciales en los mapas de amenazas volcánicas del Cotopaxi: escenarios 3 y 4 (índice de explosividad volcánica VEI≥3); actividad histórica similar: 1877

Elaborado por:
Silvana Hidalgo, Marco Almeida, Anais Vásconez, Francisco J. Vásconez, Stephen Hernandez, Pablo Palacios, Marco Yépez, Daniel Sierra, Benjamin Bernard, Mario Ruiz.
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional