Equipos científicos alemanes prueban sistemas capaces de medir gases volcánicos desde el aire y elaborar mapas de concentración sin exponer directamente a investigadores e instrumentos a las columnas corrosivas.
Redactor: Camila Herrera R.
Editor: Eduardo Schmitz
Un dron se mantiene suspendido sobre el cráter mientras se coloca frente a un haz láser instalado en el borde del volcán. La maniobra forma parte de una serie de pruebas científicas destinadas a determinar si estos dispositivos pueden medir con precisión los gases emitidos por un volcán y contribuir a anticipar una posible erupción.
Los ensayos se desarrollan en Vulcano, una de las islas Eolias situadas frente a la costa de Sicilia, en Italia. En este paisaje marcado por fumarolas, vapores calientes y un intenso olor a azufre, investigadores alemanes están probando dos sistemas distintos de observación mediante drones.
El trabajo busca mejorar el monitoreo de volcanes activos, especialmente en lugares donde acercarse a los respiraderos o alcanzar la cumbre puede resultar peligroso o directamente imposible.
Un láser mide los gases sin entrar en la columna volcánica
Marius Schaab, investigador de la Universidad Técnica de Múnich, trabaja junto a un sensor de gases instalado sobre un trípode. Frente a él, un dron equipado con un reflector se desplaza hasta alinearse con un haz láser invisible.
El láser atraviesa las emisiones volcánicas, alcanza el reflector instalado en el dron y regresa al sensor terrestre. La intensidad de la luz recibida permite obtener información sobre la concentración de los gases situados entre ambos puntos.
La movilidad del dron permite cambiar rápidamente de posición y modificar el ángulo de medición. De esta manera, el sistema puede observar diferentes sectores de la columna y obtener una representación más completa de su estructura.
Una ventaja esencial consiste en que ni el dron ni la unidad terrestre necesitan permanecer dentro de la nube de gases. Las emisiones volcánicas pueden ser altamente corrosivas y obligarían a recalibrar continuamente cualquier instrumento colocado directamente en su interior.
Los avances en la medición de las emisiones volcánicas permiten detectar componentes que antes podían pasar inadvertidos y mejorar la comprensión de los procesos que ocurren bajo la superficie.
Mapas de concentración en pocos minutos
Las señales devueltas al sensor son procesadas mediante un algoritmo que calcula un mapa de concentración de gases. El dron sigue una trayectoria previamente programada durante aproximadamente 10 o 15 minutos y puede operar a una distancia máxima de 60 metros del equipo terrestre.
El sistema desarrollado por la Universidad Técnica de Múnich puede funcionar a altitudes de hasta 3.000 metros. La campaña en Vulcano representa la primera ocasión en que el equipo prueba esta tecnología directamente sobre un volcán.
Los drones se utilizan en el seguimiento volcánico desde hace alrededor de 15 años. La nueva generación de instrumentos busca aumentar la precisión de las mediciones y reducir los riesgos asociados con el trabajo de campo en ambientes extremos.
El seguimiento de gases es una herramienta relevante porque la presión ejercida por el magma ascendente favorece la liberación de mayores cantidades de compuestos volátiles. Los cambios en la composición o en el volumen de esas emisiones pueden ofrecer señales sobre la evolución de la actividad interna.
Otros métodos, como las alertas tempranas mediante imágenes satelitales, también buscan identificar variaciones relacionadas con las emisiones de dióxido de carbono y otros indicadores de actividad volcánica.
Un segundo dron entra en las fumarolas
En otra zona del cráter, un equipo de la Universidad Johannes Gutenberg de Maguncia emplea sensores transportados directamente por un dron para medir las concentraciones de sustancias químicas presentes en el aire.
La aeronave, bautizada como “Tina”, pesa 2,5 kilogramos y está equipada con instrumentos destinados a registrar gases, partículas y halógenos, incluidos elementos como cloro y bromo.
El dron sigue una ruta de vuelo programada que puede durar hasta 40 minutos. A diferencia del sistema láser, esta aeronave entra en el corazón de las fumarolas, las aberturas por las que escapan gases y vapor a temperaturas comprendidas entre 100 y 140 grados Celsius.
Jonas Krajewski, estudiante de la Universidad Johannes Gutenberg de Maguncia, destacó que Vulcano mantiene una emisión de gases muy constante. Esa estabilidad permite obtener datos fiables para comprobar el funcionamiento de los sensores y comparar las mediciones realizadas durante los vuelos.
Tjarda Roberts, investigadora del Centro Nacional para la Investigación Científica de Francia y colaboradora del equipo de Maguncia, explicó que la medición de gases y partículas ayuda a comprender mejor el efecto de las emisiones volcánicas sobre la atmósfera.
El análisis también puede contribuir a anticipar erupciones, ya que la composición de los gases puede cambiar antes de que se produzca un episodio eruptivo. Esta relación convierte a las emisiones en uno de los indicadores utilizados para evaluar la evolución de un sistema volcánico.
Investigaciones recientes han identificado a los gases como un factor clave en las erupciones volcánicas, debido a su influencia sobre la presión del magma y el comportamiento de los sistemas ricos en sílice.
Flexibilidad para seguir una columna cambiante
La capacidad de movimiento constituye una de las principales ventajas de los drones. Las aeronaves pueden atravesar zonas donde la columna de gases está más diluida, cambiar de dirección con rapidez y adaptarse cuando el viento modifica repentinamente el ángulo de las emisiones.
La tecnología también reduce la necesidad de que los investigadores entren en áreas peligrosas utilizando máscaras, ropa protectora y otros equipos de seguridad. En volcanes con accesos difíciles, los drones pueden recopilar información sin poner a las personas en contacto directo con gases tóxicos, altas temperaturas o terreno inestable.
Vulcano no presenta actualmente un riesgo elevado de erupción inminente, pero mantiene una intensa actividad de desgasificación. La última erupción del Gran Cráter ocurrió a finales del siglo XIX, aunque las emisiones calientes continúan saliendo de la superficie y son visibles para quienes recorren el borde autorizado del cráter.
El próximo desafío será el monte Etna
Tras las pruebas realizadas en Vulcano, los investigadores preparan una nueva etapa en el monte Etna, situado en el este de Sicilia. El volcán activo, de unos 3.000 metros de altitud, acababa de registrar una nueva erupción cuando se desarrollaron los ensayos en las islas Eolias.
El traslado permitirá comprobar el desempeño de los drones en un escenario de mayor actividad y con condiciones operativas diferentes. La combinación de sensores transportados por aeronaves y mediciones láser remotas podría ampliar la cantidad de datos disponibles durante episodios eruptivos sin obligar a los equipos científicos a acercarse a las zonas de mayor peligro.
Fuente(s) referenciales
Phys.org / AFP: In Sicily, drones at work to predict volcanic eruptions
