RIESGOS NATURALES. CURSO Prof.: Teresa Bardají, Dpto. Geología

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1 RIESGOS NATURALES. CURSO Prof.: Teresa Bardají, Dpto. Geología TEMA 2. RIESGO VOLCÁNICO Distribución de Volcanes y Terremotos: movimiento de placas tectónicas Ya en los años 20, los científicos se dieron cuenta de que volcanes y terremotos e concentraban en unas franjas estrechas a lo largo de todo el globo. En 1954, el sismólogo francés, J.P. Rothé publicó este mapa que mostraba la concentración de terremotos (puntos) y volcanes (líneas oblicuas). (Original illustration reproduced with permission of the Royal Society of London.) Sección transversal de la corteza terrestre ilustrando los tipos de placas tectónicas. Ilustración por José F. Vigil de "This Dynamic Earth", Mapa Mural producido en conjunto por U.S. Geological Survey, el Smithsonian Institution, y el U.S. Naval Research Laboratory. 1

2 VOLCANES: Conceptos preliminares Hay aproximadamente 700 volcanes potencialmente peligrosos en la actualidad 1300 han entrado en erupción en los últimos años Exposición: 10% población 80% Cinturón de Fuego Tiempo de reposo : muertos S. XX: 640 muertes/año Efectos directos: Vesubio (A.D. 79) 16,000 víctimas. Pompeya redescubierta en 1595 Skaptar Jokull Islandia (1783) Tambora (Indonesia) (1815) Krakatoa (Indonesia) (1883) Mount Pelée (Martinica) (1905) Moun St. Helen (USA) (1980) Pinatubo (Filipinas) (1991) 10,000 muertos muchos por hambre Enfriamiento global; año sin verano. Explosión audible a 200km; energía = bombas atómicas muertos Tremenda explosión; muertos por tsunami muertos en minutos 57 muertos; más de 100 casas destruidas Combinado con tifón, más de 300 muertos, muchos miles evacuados. Enfriamiento global 2

3 EFECTOS DE LAS ERUPCIONES 1. Cambios Climáticos Expulsión de cenizas Concentración de aerosoles volcánicos Km de altitud Cambios importantes en el régimen de radiaciones Erupción del Tambora (1815) Descenso de 1-2,5ºC en la Tª media en verano de Europa Pinatubo (1991) Cambios en la concentración de CO 2, SO 2, y CH Tm/año de CO2 a la atmósfera 2. Problemas Navegación Aérea PELIGROSIDAD VOLCÁNICA: Tipo de erupción Función de la viscosidad + contenido en volátiles Viscosidad función del contenido en sílice Riolita >68%; Dacita 63-68%; Andesita 53-63%; basalto < 53% Relacionado con el tipo de corteza de cuya fusión provienen 3

4 PELIGROSIDAD VOLCÁNICA: Indice de Explosividad Volcánica (I.E.V. ó V.E.I.) IEV Clasificación Descripción Altura columna eruptiva Volumen material arrojado Periodicidad Ejemplo Total erupciones históricas 0 Erupción hawaiana no-explosiva < 100 m > 1000 m³ diaria Kilauea Erupción stromboliana Erupción vulcaniana/ stromboliana Erupción Vulcaniana (sub-pliniana) Vulcaniana (subpliniana)/ pliniana ligera m > 10,000 m³ diaria Stromboli - explosiva violenta 1-5 km 5-15 km > 1,000,000 m³ > 10,000,000 m³ semanal Galeras, anual cataclísmica km > 0.1 km³ cada 10 años Nevado del Ruiz, 1985 Galunggung, Pliniana paroxística > 25 km > 1 km³ cada 100 años St. Helens, Pliniana/ Ultra-Pliniana (krakatoana) Ultra-Pliniana (krakatoana) Ultra-Pliniana (krakatoana) colosal > 25 km > 10 km³ cada 100 años Krakatoa, supercolosal megacolosal > 25 km > 100 km³ > 25 km > 1000 km³ cada años cada años Tambora, 1815 Maipo, adc. Toba, adc. El conteo de erupciones históricas está actualizado hasta 1994 de acuerdo al Global Volcanism Program del Smithsonian Institute (wikipedia)

5 Erupciones Explosivas: mayor peligrosidad y mayor número de víctimas (Flujos piroclásticos + tsunamis). Energía liberada julios (bomba atómica 1 megatón julios) Erupciones efusivas: cenizas y coladas de lava; mayor daño a la propiedad Sta. María (Guatemala), 1902: 2000 víctimas por colapso de tejados RECURSOS NATURALES Suelos fértiles Alteración física y química del material volcánico genera los suelos más fértiles de la Tierra. Cuando el clima lo favorece, como es un clima tropical, la alteración es muy rápida Calor geotérmico Islandia, 87% de la calefacción y el 17% de la electricidad Yacimientos minerales La mayoría de las explotaciones de Cu, Au, Ag, Pb, Zn, del mundo están relacionadas con las raíces de antiguos volcanes. RIESGOS VOLCÁNICOS Riesgos Primarios Lluvias de piroclastos (tefra) Coladas de lava Emisión de gases Nubes ardientes (coladas de piroclastos) Riesgos Secundarios Lahares Deslizamientos y/o avalanchas Tsunamis RIESGOS PRIMARIOS Lluvias De Piroclastos (= Tefra) Material fragmentado que es emitido por un volcán y cae al suelo Diámetro < 2mm (ceniza) hasta varios dm (bombas) o m. (bloques) Caída gravitatoria o proyección balística. Cubren áreas de hasta cientos o más de 106 km 2 Distribución de piroclastos: f(granulometría; altura de la columna; viento) Peligrosidad muy variable; 5% muertes directas por riesgo volcánico Daños principales: reducción de la visibilidad; contaminación de suelos y aguas superficiales; problemas respiratorios; colapso de edificios Ejemplo: Pinatubo (1991) 5

6 Coladas de Lava: Peligrosidad ligada a Fluidez Tipo pahoehoe: las más fluidas Tipo Aa: movimiento más lento, superficie rugosa y granulada Coladas de bloques: máximo de viscosidad Topografía + pendiente Ejemplo: Nyiragongo (Zaire), 1977: se abrieron 5 fisuras que evacuaron el lago del lava en cuestión de 1 hora. 60Km/h; 70 víctimas mortales. 2002: Aviso de erupción; evacuación de ciudades y pueblos. 45 víctimas mortales, familias sin hogar. Ejemplo Volcán con emisión de pirocalstos importante + colada de lava: Paracutín ( ). Emisión de Gases Gases emitidos durante la actividad volcánica, además de vapor de agua: CO2; CO; SO2; H2S; HCl; etc...de los que H2O + CO2 representan el 90%. Gases extremadamente tóxicos, aunque raramente generan grandes desastres. Efectos reducidos a un radio de acción de unos 10km CO puede causar la muerte en proporciones muy pequeñas, pero el CO2 es más peligroso (incoloro, inodoro, 1,5 veces más denso que el aire), causa la muerte en minutos SO2, olor característico a pólvora, reacciona en la atmósfera lluvia ácida Contaminación de suelos al caer con las cenizas contaminación de cultivos Ejemplo Lago Nyos, Camerún (1986) Flujos o Coladas de Piroclastos: Nubes Ardientes Nube densa de fragmentos de lava, mezclada con gases y material piroclástico Temperaturas de hasta 1000ºC y velocidad >100km/h Nubes literalmente al rojo vivo. Explosión muy fuerte de aire caliente previa. Es el fenómeno volcánico que ha causado más muertes. Mayor peligrosidad Más del 70% de las muertes relacionadas con el fenómeno volcánico, en el s.xx Discurren pegadas al suelo a gran velocidad, arrasando todo lo que encuentran Ejemplo: Mt. Pelée (Martinica), Mayor desastre conocido RIESGOS SECUNDARIOS Lahares Coladas de fango volcánico de gran densidad; mezcla de piroclastos y agua Hasta 100 km/h y decenas de km de distancia; e adaptan a la topografía Necesaria fuente de agua (lago-cráter, fusión de nieve...) Asociados a un evento sísmico o una erupción volcánica Fenómeno volcánico de máxima peligrosidad, después de las nubes ardientes Ejemplo: Nevado del Ruiz, Colombia (1985) Deslizamientos o Avalanchas Grandes masas de rocas y tierra suelta que se deslizan o fluyen ladera abajo rápidamente por acción de la gravedad. Pueden o no contener agua, cuando este contenido es elevado, y además las partículas finas superan el 3-5% de total se puede transformar en un lahar, alcanzar distancias >100 km. 6

7 Los deslizamientos de origen volcánico varían entre < 1km 3 a >100km 3. Su elevada velocidad (>100 km/hr) hace que puedan remontar relieves de hasta varios centenares de metro de altura. Ejemplo: deslizamiento asociado a la erupción del Mount St. Helen el 18 de Mayo de 1980, Volumen 2.5 km 3, Velocidad: m/s ( km/hr) MITIGACIÓN DEL RIESGO VOLCÁNICO 1) ANÁLISIS DEL RIESGO VOLCÁNICO a) ANÁLISIS DE LA PELIGROSIDAD. De qué tenemos que defendernos. A cada volcán concreto, no se puede extrapolar de un caso a otro CARTOGRAFÍA VOLCANOLÓGICA DEL ÁREA (1) Unidades volcánicas (2) Secuencia cronoestratigráfica (3) Esquema volcano-estructural Principales directrices tectónicas favorables a nuevas erupciones HISTORIA ERUPTIVA DE LA REGIÓN (1) Determinación en volcanes activos (episodios, fases, ciclos volcánicos (2) Comportamiento dinámico del edificio (tendencia explosiva, superficies afectadas) (3) Estudio petrológico y geoquímico (naturaleza del magma; contenido en agua; temperatura) Modelización de los tipos de erupción y prevención de futuras erupciones b) ANÁLISIS DE LA EXPOSICIÓN Y VULNERABILIDAD Exposición es el valor de los bienes sujetos a posibles pérdidas Vulnerabilidad es el porcentaje esperado de daños que van a sufrir los bienes expuestos Análisis de exposición + vulnerabilidad: (1) Distribución de núcleos urbanos (2) Vías de comunicación (3) Distribución de edad de la población (4) Establecimiento y mantenimiento de redes de alerta (5) Etc 2) PREVISIÓN PREVENCIÓN a) VIGILANCIA Y SEGUIMIENTO. Solo 170 volcanes están continuamente vigilados (Teide entre ellos). Permite conocer la actividad del volcán en cada momento INVESTIGACIÓN (1) Reservorios de magma; Configuración; Condiciones físicas (2) Estructura interna del edificio: Caminos de ascenso, lava+ gases (3) Condiciones hidrogeológicas: Interacción agua-magma Presión final de la erupción + Nivel de fragmentación del magma Tipo y peligrosidad de la erupción VIGILANCIA y SEGUIMIENTO (1) Reconocimiento de movimientos y actividad del magma (2) Instrumentalización: sensores físicos que anuncien anomalías (precursores) (a) Actividad sísmica: Sismógrafos registro de temblores (b) Observaciones geodésicas: Deformaciones topográficas (i) Nivelación de precisión: cambios de altura en los suelos (ii) Inclinometría: deformación-inclinación del terreno 7

8 (iii) Mareógrafos: nivel de referencia de las deformaciones en volcanes costeros. (c) Observaciones geotérmicas: Temperatura superficial y flujo térmico (d) Observaciones gravimétricas: Estructura profunda del volcán (i) Contrastes de densidad de los materiales que lo componen (ii) Anomalías de Bouguer: Materiales silíceos-negativas; Materiales básicos-positivas (e) Observaciones geoeléctricas y geomagnéticas (i) Conductividad eléctrica varía con temperatura (ii) Propiedades magnéticas varían con Tª > Tª de Curie ( ºC) (f) Observaciones geoquímica de gases (en fumarolas). (i) Aportes de gases y agua de origen volcánico a los acuíferos (ii) Variaciones en los niveles piezométricos Ejemplo de análisis de precursores: Mt. St. Helen (1982) b) PRONÓSTICO Y PREDICCIÓN Pronóstico: Inferir a partir del seguimiento la evolución futura del volcán. Muy difícil. Se pueden conocer los precursores, pero a veces no los hay, otras veces hay precursores pero no hay erupción... Predicción: Hoy por hoy inviable 3) MEDIDAS DE PROTECCIÓN Y DEFENSA a) MODIFICACIÓN DE LA PELIGROSIDAD Coladas de lava (1) Bombardeo de la lava (a) Ampliación de la extensión lateral (b) Limitar el alcance (c) Parte alta del volcán (d) Lavas densas: ruptura de diques naturales (e) Paredes del edificio volcánico, cerca de la chimenea (2) Irrigación con agua (a) Enfriamiento de la colada de lava: 1m 3 de agua enfría 0,7 m 3 de lava de 1000ºC a 100ºC Lahares (1) Evacuación del agua del cráter para evitar almacenamiento Acumulación de Gases (1) En lagos: Aireación y removilización de las aguas más profundas Nubes ardientes; Emisión de piroclastos; Tsunamis...: Hoy por hoy imposible b) MODIFICACIÓN DE LA VULNERABILIDAD Construcción de barreras artificiales: Canalización y desviación de coladas de lava y lahares Construcción de montañas artificiales: Evacuación de la población Lluvia de cenizas (1) Diseño de edificios resistentes (a) Colapso de edificios. Densidad : Ceniza seca: 0,5-0,7 t/m 3, Ceniza húmeda: 1t/m 3 Diseño y planificación de sistemas de alarma c) MODIFICACIÓN DE LA EXPOSICIÓN Elaboración del mapa de riesgo volcánico Correcta Ordenación y Planificación de usos del terreno Evitar situaciones de alto riesgo 8

9 MAPA DE RIESGO VOLCÁNICO Es la representación espacial de las pérdidas económicas esperadas por la actividad volcánica. Se elabora a partir del mapa de peligrosidad incorporando información económica y las vulnerabilidades asociadas a cada peligro. Mapa de peligrosidad Base topográfica a escalas diversas Riesgos volcánicos primarios: Descripción estimación de alcance velocidad de propagación tiempos de llegada estimación de daños a personas o bienes Riesgos volcánicos secundarios Superficies afectadas por los daños esperados Información base del mapa fecha de realización periodo de aplicación hipótesis eruptivas Webs de interés

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