Elaboración de mapas de peligrosidad por dispersión y caída de ceniza volcánica. Caso de estudio: Volcán Láscar

CIRER M. ; BAEZ W.; SCAINI C.; GARCÍA S.

Congreso; XXI Congreso Geológico Argentino; 2022

La evolución del conocimiento de la peligrosidad geológica condujo al desarrollo de enfoques que permiten gestionar las incertidumbres asociadas a los parámetros involucrados mediante un análisis probabilístico. Si bien, el peligro por dispersión y caída de ceniza volcánica rara vez ha generado un impacto directo en la vida humana, es importante considerar que estos constituyen una verdadera amenaza a la salud pública, a los elementos de la infraestructura crítica, la aviación y la producción (Jenkins et al. 2015). En consecuencia, realizar una evaluación a largo plazo de la peligrosidad es necesaria para la gestión de riesgos y la planificación territorial (Bonadonna et al. 2005). En este sentido, el objetivo de este trabajo consiste en definir una metodología para la elaboración de mapas de peligrosidad por dispersión y caída de ceniza volcánica, mediante un enfoque probabilístico, utilizando el modelo numérico ATLAS (Reckziegel et al. 2019). Este modelo numérico permite integrar parámetros meteorológicos y volcanológicos teniendo en cuenta procesos físicos complejos y calcular valores de carga en el suelo y concentración en el aire de ceniza volcánica. La metodología propuesta involucra: a) un análisis integral del sistema enfocado en la historia eruptiva y los parámetros registrados en cada evento; b) la definición de los escenarios eruptivos; c) la selección de datos meteorológicos representativos; d) el modelado numérico mediante ATLAS para estimar la carga en el suelo y concentración en el aire de ceniza volcánica; e) una estimación de la probabilidad de superar ciertos valores críticos; f) la representación de estos resultados en mapas probabilísticos de peligro. En este trabajo se analizó al volcán Láscar, el cual es considerado el volcán más activo en el norte de Chile. Históricamente ha generado gran preocupación debido a que en varias ocasiones se ha registrado dispersión de la pluma eruptiva y caída de ceniza volcánica sobre Argentina y territorios aledaños (Matthews et al. 1997). El 19 al 20 de abril de 1993 tuvo lugar la erupción más explosiva registrada (VEI- 4). Gran parte del centro-norte de Argentina recibió ceniza volcánica y la pluma cubrió parte del sur de Paraguay, Uruguay y el sur de Brasil (Matthews et al. 1997). El Servicio Nacional de Geología y Minería de Chile (SERNAGEOMIN) ha generado mapas de peligrosidad teniendo en cuenta los eventos más importantes de su registro eruptivo, pero estos están restringidos al territorio chileno (Gardeweg y Amigo 2015). Por lo tanto, mediante la metodología planteada se generaron mapas de peligrosidad del volcán Láscar para la Argentina y territorios aledaños. La dinámica de la ceniza volcánica depende en gran medida de varios parámetros meteorológicos. Por lo tanto, es necesario obtener un gran conjunto de datos (por lo general 30 años), para que estos sean representativos de las condiciones meteorológicas dentro del dominio computacional. Con el Þ n de reducir estadísticamente el volumen total de esta información, se aplicó el concepto del año meteorológico típico (TMY) siguiendo la metodología propuesta por Scaini et al. (2012). De esta manera, fue posible trabajar con un solo año representativo del conjunto total, logrando reducir drásticamente el coste computacional. Entonces, teniendo en cuenta el TMY y con el Þ n de replicar el rango de variabilidad de algunos parámetros involucrados, se ejecutaron 2 simulaciones por día a lo largo de todo el año (en total 730 simulaciones) del modelo ATLAS. Los valores de cada parámetro volcanológico considerado se restringieron de acuerdo con el escenario principal definido sobre la base del peor evento esperado según su registro histórico, por lo que se simularon eventos de tipo sub-plinianos-VEI-4. Una vez obtenidos los resultados de carga en el suelo y concentración en el aire se evaluó la probabilidad de superar valores considerados críticos en cada punto del dominio, los cuales reflejan su capacidad para generar un impacto negativo en la población e infraestructura crítica. Los umbrales para carga en el suelo (resumidos en Biass et al. 2014), corresponden a 1, 10, 100 kg/m2, definidos de acuerdo con su capacidad de generar impactos como envenenamiento por flúor, daños en aeropuertos, infraestructura eléctrica y caminos, etc. Por otra parte, debido al riesgo que este fenómeno constituye para la aviación y teniendo en cuenta la política argentina de restricción total de vuelo, adoptada en eventos previos (ej.: Craig et al. 2016), se consideró un umbral de concentración en el aire de 0 mg/m3. Finalmente, con estos valores se confeccionaron los mapas de peligrosidad para el volcán Láscar. Dado el contraste estacional observado en las componentes de dirección y velocidad del viento dentro del conjunto de datos meteorológicos considerados, se proponen mapas de peligrosidad anuales y estacionales. Los mapas de peligrosidad anuales de carga en el suelo y concentración en el aire sugieren una mayor dispersión hacia el E controlada por la dinámica de los vientos dentro del dominio computacional considerado, lo cualescondicionan la magnitud de las áreas afectadas (Fig. 1). Estos mapas permiten inferir las direcciones del viento más probables dentro del área de estudio y durante el período de tiempo considerado. A diferencia de los mapas presentados por SERNAGEOMIN para este escenario, los resultados de este trabajo evidencian un mayor contraste estacional tanto en la dirección de la dispersión de la ceniza volcánica como en la magnitud de las áreas alcanzadas en territorio chileno. El mayor contraste se observa entre las estimaciones de verano e invierno. Mientras que en verano el viento dispersa las cenizas más hacia el NO, aumentando el área cubierta de carga en el suelo sobre territorio chileno, en invierno las componentes del viento dispersan la ceniza volcánica con una dirección más marcada hacia el ESE, cubriendo una mayor parte del territorio argentino y paraguayo en los mapas de carga en el suelo y alcanzando valores de probabilidad significativos (> 25 %) de disrupción del espacio aéreo de gran parte del territorio uruguayo yde las provincias del norte argentino.