CONTENIDO

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1. lntroduccién......."...... ..............4

2. Generalidades del Volcán Cotopaxi.......................5

3. Historia eruptiva del Volcán Cotopaxi..................74. Tamaño del glaciar y escenarios eruptivos.........75. Delimitación de las zonas que podrían ser

afectadas por futuros lahares del VolcánCotopaxi.. .............9

6. Conclusiones............. ...........15

7. Referencias Bibliográficas........... ........16

B. Glosario... ...........17

9. Anexo....... ...........19

Fotografías

Paftada: Vista aérea del cráter del volcán Cotopaxi desde el Noroccidente. S¡lvia Vallejo lG-EPN

Superior: Panorámica aérea de los flancos occidental y sur del Cotopaxi. Al fondo se obseryan /osextintos volcanes Rumiñahui, Pasochoa y Sincholahua. Patric¡o Ramón lG-EPN

lntermedia: V¡sta de la cumbre del Cotopaxi desde el Refugio José Rlyas. Jorge Ordóñez IG-EPN

lnferior: Panorámica del Cotopaxi desde la Panamericana Sur, cerca de Lasso, a/ Occidente detvolcán. Patricio Ramón lG-EPN

Diseña Gráfico: Laura Bustamante T.

I a u ra b u st a m antet@g m a i l. co m

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Agradecimientos

Los autores de esta publicación quieren expresar su sincero agradecimiento a:

La "Direction de l'information et de Ia culture scientifiques pour le Sud" (DlC), del IRD (lnstitut de Recher-che pour le Développement), por el impulso a este trabajo.

El BlD, por financiar la elaboración de un nuevo modelo digital de elevación (DEM)de alta resolución parael volcán Cotopaxi, dentro del proyecto "Sistemas de Alerta Temprana y Gestión del Riesgo Natural", quefue ejecutado por el IG-EPN.

La Secretaría Nacional de Gestión de Riesgos (ex Defensa Civil), por su ardua labor para garanlizar laprotección de la sociedad de los efectos negativos provocados por desastres de origen natural o antrópico.

El Servicio Geológico de los Estados Unidos (USGS), por permitir que Steve Schilling, funcionario del Ob-servatorio Volcanológico Cascades (CVO), viaje a Ecuador e instruya al primer autor de esta publicaciónen el modelamiento de flujos laháricos con el software LAHARZ.

La Escuela Politécnica Nacional (EPN), por el apoyo permanente que brinda al lnstituto Geofísico paraque desempeñe sus labores satisfactoriamente.

El lnstituto Geofísico (IG-EPN) por todo el esfuerzo que su personal realiza cada día, de manera respon-sable, para mantener funcionando todas las redes de monitoreo volcánico y sísmico en el país.

El Dr. Daniel Andrade, vulcanólogo del IG-EPN, por sus valiosos comentarios y sugerencias durante eldesarrollo de esta publicación.

El Físico Jorge Aguilar, Jefe del Área de lnformática del IG-EPN, quien brindó su apoyo técnico en elcampo de los Sistemas de lnformación Geográfica (ArcGlS)durante la ejecución de las modelizaciones.

Preámbulo

Los relatos de las erupciones históricas del Cotopaxi y las investigaciones acerca de su historia ge-ológica han demostrado que se trata de uno de los volcanes más peligrosos en Ecuador, sobretodo por laconstante amenaza relacionada a la generación de lahares que en el pasado afectaron enormemente alas poblaciones cercanas al volcán.

En las últimas décadas, el lnstituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional (|G-EPN) ha realizadovarias investigaciones, en colaboración con otras instituciones, enfocadas a determinar la magnitud, ladistribución y las trayectorias de los lahares que ocurrieron en el volcán Cotopaxi durante épocas pasa-das. La información obtenida de estas investigaciones ha sido presentada en publicaciones anteriorescomo es el caso de revistas especializadas, libros, folletos y mapas de peligros. Además, esta informaciónha servido para que la comunidad en general conozca un poco más acerca de las posibles consecuenciasque podrían'ocasionar futuros lahares en el caso de una reactivación de este volcán.

Durante el período 2006-2011, el IG-EPN fue co-ejecutor del proyecto "Sistema de Alertas Tempranasy Gestión del Riesgo Natural" junto con Ia Secretaría Nacional de Gestión de Riesgos (SNGR) y la Se-cretaría Nacional de Planificación y Desarrollo (SENPLADES) con financiamiento del Banco lnterameri-cano de Desarrollo (BlD). Uno de los objetivos cumplidos dentro de este proyecto consistió en realizarmodelizaciones de lahares en el drenaje Sur del Cotopaxi, los cuales estarían relacionados a diferentesescenarios eruptivos. Por tal motivo se invitó al Dr. Steve Schilling, hidrólogo del USGS quien desarrollóel software LAHARZ, para que, de manera conjunta con funcionarios del lG e lRD, evalúen los posiblesescenarios eruptivos del Cotopaxi y delimiten las zonas que podrían ser afectadas por inundacionesde lahares a lo largo de los principales sistemas fluviales al Sur del cono volcánico. Dentro del mismoproyecto con el BID se pudo financiar la elaboración de un modelo digital de elevación (MDE) de altaresolución del volcán Cotopaxi y sus drenajes, el cual fue utilizado para ejecutar las simulaciones de losflujos con el programa LAHARZ.

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El Cotopaxi forma parte delArco Volcánico Ecuatorianoy es considerado uno de los volcanes más peligrososdel mundo debido a la frecuencia de sus erupciones, suestilo eruptivo, su relieve y su cobertura glaciar. Actual-mente más de 300.000 personas viven cerca del volcáno cerca de los drenajes importantes (ríos y quebradas)que nacen en sus flancos. Las erupciones históricas delCotopaxi (1534 DC - Presente) y las erupciones de otrosvolcanes en el mundo (e.9. Santa Helena en 1980, USA;Nevado de Ruiz en 1985, Colombia; Pinatubo en 1991,Filipinas) han demostrado que grandes lahares puedenafectar a pueblos y ciudades que se encuentren a su pa-so con millones de toneladas de escombros volcánicos.

Los lahares son flujos densos que se movilizan laderaabajo por los drenajes de un volcán debido a la acciónde la gravedad y consisten de una mezcla de agua (faselíquida) y de materiales volcánicos (fase sólida) comograndes rocas, arena, ceniza e incluso troncos de ár-boles u otros objetos de origen antrópico, que puedenser arrastrados por el flujo. Los materiales volcánicospueden provenir de una erupción en curso o de erupcio-nes anteriores, mientras que el agua, para el caso delCotopaxi, puede ser originada directamente de la fusiónparcial del casquete glaciar durante la erupción o de llu-vias intensas que ocurran sobre el volcán. La magnitud

79oo'w 78"30'W

y el potencial destructivo de estos flujos dependen delvolumen contenido en las dos fases, así como de lostamaños de las partículas sólidas que pueden variar en-tre arena fina hasta rocas de algunos metros de diáme-tro (ver fotos en la contra-portada). La probabilidad deser afectado por los flujos laháricos es mayor mientrasmás cerca se esté, tanto de los cauces por donde transi-tan los lahares como delvolcán.

Esta publicación tiene como objetivo dar a conocer alpúblico los resultados obtenidos de las modelizacionesmatemáticas de lahares que fueron efectuadas en elvol-cán Cotopaxi. Para este fin se utilizaron cuatro posiblesescenarios eruptivos que fueron planteados en base delconocimiento geológico que se tiene del volcán. Adicio-nalmente, trabajos relacionados con la evaluación deltamaño del casquete glaciar del Cotopaxi también fue-ron valiosos para estimar posibles volúmenes laháricosen cada uno de estos escenarios. Las modelizacionesde lahares en el Cotopaxi fueron efectuadas medianteun modelo matemático (LAHARZ) que es ejecutado den-tro de un Sistema de Información Geográfica (ArcGlS)sobre un modelo digital de elevación de alta resolución.Los resultados de este modelaje permitieron determinarcuáles son las zonas con mayores posibilidades de serafectadas por inundaciones de lahares a lo largo de lastrayectorias de los principales sistemas hídricos que na-cen en elvolcán Cotopaxi.

78'0W

C¡0c VOTCANES DELARCO

ECUATORIANO CENTRAL

t. Cotopaxi (5897 msnm)2. Chalupas (4214 msnm)3. Quilindaña (4876 msnm)4. Sincholahua (4873 msnm)5. Pasochoa (4199 msnm)6. Rumiñahui (4722 msnm)7. Antisana (5758 msnm)8. Quilotoa (39'15 msnm)9. Santa Cruz (3978 msnm)'10. llinizas (5105 msnm)1 1. Corazón (4782 msnm)'I 2. Atacazo-Ninahuilca (21455

msnm)13. Pichincha (4776 msnm)14. llaló (3188 msnm)15. Casitahua (3519 msnm)16. Pululahua (3356 msnm)17. Cayambe (5790 msnm)18. Chacana (4493 msnm)19. Almas Santas (3745 msnm)o

oo

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7900'w 78'30W 7800'w

Figura 1. Modelo digital de elevación (Souris M., IRD) del Arco Volcánico ecuatoriano en la región centro-norte del país.El volcán Cotopaxi está delimitado en color anaranjado y está localizado en el límite occidental de la Cordillera Real. Lalínea roja representa la red vial principal. A la derecha se encuentra una lista de los volcanes que están incluidos en el

mapa. Q: Quito, L: Latacunga, A: Ambato, R: Riobamba, G: Guayaquil, C: Cuenca

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El Cotopaxi tiene una altitud de 5.897 metros sobreel nivel del mar (msnm) y es considerado uno de losvolcanes activos más alto del mundo. Está ubicado a0' 38'S y 78" 26'O, sobre la Cordillera Oriental (Real),a una distancia de 35 km al Noreste de Latacunga y de45 km al Sureste de Quito. Su edificio forma un conosimétrico con pendientes de hasta 35" y un diámetrobasal de -20 km, mientras que el diámetro del crátervaría entre 800 m en sentido Norte-Sur y 650 m en sen-tido Este-Oeste. El Cotopaxi está rodeado por páramosque bordean los 3000 msnm y por otros volcanes comoSincholahua (4873 msnm), Quilindaña (4876 msnm) yRumiñahui (4722 msnm) (Figura 1 ).

La red hidrográfica que nace en los flancos del Coto-paxi es compleja y está controlada principalmente por sutopografía y su geología local. Las vertientes que nacenen la parte más alta del cono se unen para crear otrasde mayores dimensiones, formando de esta manera tressub-redes principales (Norte, Oriental y Sur)que depen-den de los deshielos de las 19 lenguas glaciares queconforman el casquete (Hastenrath, 1981; Cáceres eta1.,2004 y Jordan et al., 2005) (Figuras 2 y 3).

Drenaje Norte: depende de las vertientes que nacen enlos glaciares 1 - 6 (Figura 2), que a su vez conformanlos ríos El Salto y Pita. Aguas abajo se unen con los ríosSanta Clara y San Pedro y sus aguas cruzan los pobla-dos de Sangolquí, el Valle de los Chillos, Cumbayá yotros barrios del Distrito Metropolitano de Quito (Figura3).

Drenaje Oriental: sus aguas nacen en los glaciares 7

- 9 y conforman los ríos Tamboyacu y Tambo (Figuras2 y 3). La unión de estos torrentes forma otro río, tam-bién llamado Tambo, el cual cruza la Cordillera Oriental(Real) hasta desembocar en el río Jatunyacu, que es elafluente principal del río Napo. La población más grandeen esta región es Puerto Napo, aunque existen tambiénotros asentamientos menores.

Drenaje Sur.' los deshielos de los glaciares 10 - 19proveen el agua a este drenaje (Figuras 2 y 3).Las que-bradas menores conforman los ríos Cutuchi, Saquimalay Alaques. Numerosas poblaciones están asentadas enzonas cercanas a estos ríos; entre las más importantesse destacan Latacunga, Salcedo, Belisario Quevedo,Alaques, Tanicuchi, Lasso, Pastocalle, Barrancas, JoséGuango Bajo, Mulaló y San Agustín de Callo.

Figura 2. lzquierda: Ortofotografía del casquete glaciar del volcán Cotopaxi en 1997, tomada de Jordan et al. (2005).Derecha: Retroceso glaciar del volcán Cotopaxi, modificado de Cáceres (2010). En el mapa se observa la variación de loslímites de los 19 glaciares durante el período 1976-2006. Note que en ambas figuras el glaciar se extiende hasta cotas más

bajas en el flanco suroriental.

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LEYENDA

I Lfmiteglac¡aren2006

I LfmiteglaciarenlggT

§ffi Lfmite glaclat en 1976Pñye.lóñ: UfM PSAOSó

79o40'w 78"30.w 79"20'w g,oFoo

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§IMBOLOGíA

- Red Vial principal

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EO*EkmFigura 3: Modelo dioital de elevgción de la región de influencia der vorcán cotopaxi- En rojo se observa ra zona de ros perigros proxi-males (ZPP) Los drenaies principales p", o"ñá" tr*ritrrian ro, poi;r.,r;r"-[í*es (eicepto

"l ,io üa"lJngara), son ros siguien-

tes: R-1: El salto, R-2: Pita h-:.' s-rnt" eiñR:;, ü;i:d., I-i:Mgffi.sr*:i:9, c-utuchi, n_2, pucañuavcu, n_e: seca, R_e: sanLorenzo, R-10: San Diego, R-1i: euráhruv"r,'n_rilnlrqu"", R_13: Saquirñaii,n-t¿, Tamboyacu, n_G, p#"srano, R_16: Tambo.

H]STORIA ERUPTIVA DEL VOLCÁNcoroP4xf

Breve Historia Geológica

Ei origen de este volcán se remonta aproxirnaclamente a500.000 años en ei pasado. La activrciad eruptiva en estaépoca fue muy expiosrva y sus vesiigios pueden ser ob-servados en los flancos Surenos ciei voicán, ios cuaiesconsisten ae depésitos de tefra y ce flu¡os piroclásiicosde ceniza y pémez (Hall and Motnes, 20A7). Poco seconoce acerca de ia historia geológica dei Cotopaxi du-rante los siguientes 400.000 años de su desarrollo. Sinembargo, según Hall and Mothes (2007), el Cotopaxireanudó su actividad hace 13.000 años AF y proclujoseis erupciones explosivas importantes, ia úitima de lascuales ocurrió hace 4500 años AP y estuvo acompaña-da de un deslizamienio de enormes proporciones queafectó a gran parte del flanco Noreste def volcán. Esteevento generó una avalancha de esconrbros y un iaharde gran magnitud denominado "Lahar cjel V'alie de LosChillos" (Mothes et ai., i99B).

=i depésito de este laher

es tan volurninoso que ha sido encontrado err regionestan aiejadas del voicán como en la pravincia de Esrneral-das (Mothes et al., 1998; Hall and ltlothes,2ü07).

En los últimos 4.000 años, el volcán experirnentr.r variosciclos eruptivos qüe estuvieron caracierizacos pcr er:"ip-ciones recurrentes de tamaños rnocieracos a grandesDesoe !a llegade ,Je los conquisÍaoores españoies er1.534 DC, el Cotopaxi experimentó al menos ur: ciclcerupiivo en cada siglo, incluicos yarios episoci¡.üs explo-sivos rnuy vioientos con un VEi entne 3 y.í (VEl: sigiasen inglés para indice cie Explosividac Voicánica)Lcs cinco períodos más importantes ccurrreron entre:1532-1534, 1742-1744, 1766-1768. 1853-J854 y i877-1880. En cada uno de estos pe:'íodos de actividad fueronfrecuentes los fiujos prroclásticos, las caídas cie ceniza anivei regional, perlueños flujos de lava y grandes laharesmuy destructivos (Hall and Mothes, 2007).

La erupciésr del 26 de Junio de f 877

Los ¡"elatos históricos de Siodiro {1877i y Wolf (1878)permitieron conocer algunos detalies de la erupcién queocurrió el 26 de Junio de 1877 y el impacto que provocóen las poblaciones aledañas al volcán. A continuación sepresenta un resurnen de dichos relatos.

A inicios de 1877 se produjeron las r:rir¡eras caidas deceniza que se mantuvieron hasta ias prin'leras semanasde Junio. En ia mañana ciel día 26, la acrivicad incre-menió súbitamer¡ie i¡asia aicanzar niveles rnuy alios enios cuales se produjeron extensos fiujos pirociásticos ri-cos en escoria y urla gran columna erupiiva de oases y deceniza voicánica (erupción sub-pliniane).

Esta erupción provocó que una parte significativa delgiaciar se derrita y forme potenies flujos cie lodo y escom-bt"os clue descend¡eron por todos los flancos del volcán.Estos flujos inunciaron y destruyeron muchos poblados einfraestructura (puenies, lábricas, graneros, sistemas deriego, hacierrdas y casas) que habían sido reconstruidosen décacas antenores, tanro al None ccmo al Sur delvoicán, y que tan':bien fueron afectaeios por erupcionespasedas del üotopaxi. Cientos de personas murieron acausa de esie fenomeno. üesprrés de esta erupcion vio-lenta, el vcllcán se rlantuvo aciivo durante aigunos añosmás y produjo erupciones menores con caíCas de cenizay pequeños iahares. I-os últimos vestigios de aciivicjad(fumaroias aciivas y pequeñas emisiones de gases) ocu-rrieron en 1940 y 1976 (Fl. Hall, com. pers.).

. : . TAMAÑIO DEL.CTRCIAR Y "

El origen de los lahares asociados a una fuiura erupciónciel Cotopaxi, asícomo su tarnaño, su alcance y su gradoce afectacién, ciependen de dos factores importantes:1) ei tipo de erupción, que determinará su magnrtud, suintensiciad y el volumen de magnra expulsario, y. 2) elvolurnen de agua proclucicia durante la erupción, queesta reiacionada al tarnaño actuai del casquete glaciar.

EsÉn¡macEén deI tasmaño actual delgtacñar del woEcán üotopaxi

fn ias últimas décadas, varios glaciólogos han tenidoqi'¡rrr interés en estudiar ei comportamiento y sobretodoel retroceso de ios glaciares en Ecuador (Hastenrath,'1981; Jordan, 1983; Cáceres et al., 2004, Jordan et al.,2005; Cadier et al., 2007; Coliet,201C y Cáceres, 2010).iorcian (1983) reaiizó la primera estimación cuantita-ii,.¡a dei área de cada una de las 19 lenguas glaciaresidentificadas en el volcán eotopaxi (Figura 2). En añc,srecientes, Jordan et al. (2005) y Cáceres (2010) rea-lizarori !a resiitucion ortofotogramétrica de diferentes se-ries rje fotografías aéreas que fueron tomadas en 1997y er: 2006 (Figura 2). Con esta inforrnación, Samaniegoet al. (20'11) estrmaron el porcentaje de disminución delárea Ce cacia gieciar en los períodos 1976-1997 y 1997-2üü6. Estos aute¡res deternrinaron la tasa de reducciónanuai dei área Ce cacia lengua giaciar para el período'1997- 20CI6, y considerando que este valor se mantieneconstante hasta el aña 2ü11, proyectaron el área su-periiciai ce cada una de ias 19 lenguas glaciares delCotcpaxi para ese año,2ü1'1. Según estos resultados,Sanraniego et al. (2011) sugieren -que el área total delgiaciar tendría entre 10 y ''11 knr2. Por oiro lado, Cácereset ai. (2004) y Cadier et al. (2007) neportaron rangos devariacioir cie espesores de aigunas lenguas glaciares,ios mismos que oscilan entre 30.v 50 m.

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La información obtenida sobre la superficie y el espesordel glaciar, permitió que Samaniego et al. (2411) esti-men un rango de volúmenes que oscila entre 260 a 520millones de ms. Posteriormente, estos autores evaluaronlos factores que pueden intervenir en la fusión del cas-quete glaciar durante una erupción y concluyeron que lainteracción entre los diferentes fenómenos volcánicos,especialmente los flujos piroclásticos, con la superficiedel glaciar puede contribuir de manera eficiente paraincrementar su grado de fusión. Además, en base acomparaciones con las erupciones de los volcanes Ne-vado de Ruiz en Colombia (13 de Noviembre de 1985)y del volcán Mount Saint Helens en EEUU ('18 de Mayode 1980), que también tienen casquetes glaciares, Sa-maniego et al. (2011) sugirieron posibles rangos devolúmenes de agua que pueden originarse en diferentesescenarios eruptivos, con los cuales a su vez, estimaronpotenciales volúmenes laháricos para cada uno de estosescenarios.

Potenciales escenar¡os erupt¡vos delvolcán Gotopaxi

Según los registros geológicos de la actividad delvolcánCotopaxi, en los últimos milenios fueron comunes laserupciones de carácter andesítico, con eventos cuyo VEIosciló entre los niveles 3 y 4 (Hall and Mothes, 2007). Asípor ejemplo, la erupción del 26 de junio de 1877 tuvo unVEI -4. Por lo tanto, es muy probable que un escenarioeruptivo similar se repita en elfuturo.

Según el conocimiento de la historia eruptiva del Coto-paxi (Mothes, 1 998; Mothes el al., 2004; Hall and Mothes,2007), cuatro escenarios eruptivos potenciales fueronpropuestos por Andrade et al. (2005) y Samaniego et al.(2011). Los parámetros que fueron considerados paradefinir estos escenarios son: 1) el dinamismo eruptivo,2) la magnitud de la erupción, 3) el tamaño del glaciary su grado de fusión, 4) el grado de interacción entrelos productos volcánicos y el glaciar, y 5) analogías convolcanes andesíticos similares.

Cabe señalar que los volúmenes laháricos propuestosen cada uno de los siguientes escenarios representanun orden de magnitud y no un valor exacto. Adicio-nalmente, se debe señalar que, a medida que unescenario eruptivo incrementa en magnitud e intensidad,el glaciar sería afectado de manera más drástica, y portanto, el volumen de agua producido sería liberado másrápidamente para mezclarse con los piroclastos, forman-do así lahares más grandes y destructivos.

Escenario 1: Evento pequeño (VEl 1-2).- Con-siste en una actividad poco explosiva, casi permanente,caraclerizada por fuentes de lava y explosiones del tipoestromboliano, similar al comportamiento del volcánTungurahua desde su reactivación en 1999. La activi-dad estromboliana puede generar columnas eruptivas

B

de algunos cientos de metros hasta de pocos kilóme-tros de altura, de manera que las caídas de ceniza es-tarían restringidas a las zonas más cercanas al volcán.Se tiene que recalcar que en este escenario no se ge-nerarían flujos piroclásticos. Las fuentes de lava arro-jarían proyectiles balísticos sobre el glaciar, provocandoavalanchas mixtas de hielo, nieve y roca que podríantransformarse en pequeños lahares. En este caso elvolcán emitiría un volumen relativamente pequeño detefra (< 0.01 km3) (Figura 4). Adicionalmente, según laevaluación previa del tamaño del glaciar, en este esce-nario se podrían generar lahares con volúmenes entre'l a 3 millones de m3.

Figura 4: Esquema del Escenario 1 para el caso de una erupc¡ón del

volcán Cotopaxi. Modificado de Andrade et al. (2005).

Escenario 2: Evento moderado (VEl 2-3).- Esteescenario representa un estado más explosivo del vol-cán, con erupciones del tipo estromboliano a vulcania-no. Las emisiones de ceniza serían temporalmente másprolongadas, y algunos flujos piroclásticos pequeños amoderados podrían formarse junto con las explosiones,de manera similar a Ia actividad eruptiva del Tungurahuadurante 2008 a 2012, o a la erupción del Reventadordel año 1976 (INECEL, 1988). Adicionalmente, es pro-bable que también se originen coladas de lava de pocaextensión desde el vento principal o desde una fisura dealgún flanco, tal como ocurrió en la erupción del Coto-paxi durante 1853-1854. El impacto de los fragmentosbalísticos sobre el glaciar continuaría afectándolo peroen proporciones menores comparado con la afectaciónpor los flujos piroclásticos y los flujos de lava. Elvolumende tefra emitido en este escenario estaría dentro de unrango entre 0.01 a 0.1 km3. (Figura 5), mientras que elvolumen máximo de los lahares sería del orden de los10 millones de m3.

Figura 5: Esquema del Escenario 2 para el caso de una erupción del

volcán Cotopaxi. Modificado de Andrade et al. (2005).

Escenario 3: Evento grande (VEl 3-4).- Se con-sidera un evento similar a la erupción del 26 de Juniode 1877, que fue de carácter sub-pliniano. La historiageológica del volcán confirma que un evento parecido

tendría una alta probabilidad de ocurrencia en caso deuna futura reactivación del Cotopaxi. Esta erupción daríalugar a importantes emisiones de ceniza que podríanafectar tanto a los alrededores del volcán como a laregión distal, al Occidente del mismo. En este escena-rio descenderían flujos piroclásticos por todos los flan-cos del volcán y su origen estaría asociado al desbor-damiento del magma desde el cráter (boiling over) opor el colapso de una columna eruptiva, como ocurrióen el volcán Tungurahua durante la erupción del 16 deAgosto del 2006. El volumen de material piroclástico ex-pulsado en este escenario tendría valores entre 0.1 y 1.0km3 (Figura 6)y los lahares asociados a este escenarioserían más voluminosos, con valores cercanos a los 30millones de m3.

Figura 6: Esquema del Escenario 3 para el caso de una erupción del

volcán Cotopaxi. Modificado de Andrade et al. (2005).

Escenario 4: Evento muy grande (VEl >4).-Corresponde a una actividad eruptiva pliniana, comoaquellas fases pre-históricas de actividad del volcán.Las emisiones de ceniza resultantes tendrían una dis-persión y un impacto a nivel regional, mientras que losflujos piroclásticos, originados por el colapso de la co-lumna eruptiva, se desplazarían por todos los flaneosdel volcán y podrían tener un gran alcance (10-12 km).El volumen de los piroclastos emitidos en este casosería mayor, con valores superiores a 1.0 km3 (Figura 7).Por otro iado, para el caso de los lahares que se origi-narían en este escenario, sus volúmenes podrían alcan-zar valores que se aproximan a los 60 millones de m3.

Figura 7: Esquema del Escenario 4 para el caso de una erupción delvolcán Cotopaxi. Modificado de Andrade ei al. (2005).

Uno de los objetivos de la vuicanología es evaluar ydelimitar las zonas que pueden ser afectadas por losdiferentes fenómenos volcánicos, tanto en regicnesamenazadas por volcanes activos o por volcanes quepueden reactivarse en el mediano o largo plazo. A es-tas superficies afectadas se las denominan zonas depeligros y pueden ser proximales o distales, depen-diendo del alcance que tengan los diferentes fenómenosvolcánicos respecto a su centro de emisión.

Zona de Peligros Proxirnales

La zona de los peligros proximales (ZPP) está represen-tada en color rojo en la Figura 3 y en los mapas poste-riores. LaZPP comprende la superficie que, dependien-do de ia topografía local, circunda el cráter del Cotopaxientre B y 11 km. Durante una crisis eruptiva esta regiónsería severamente afectada por diferentes fenómenosvolcánicos devastadores como flujos piroclásticos, flujosde lava, bombas y bloques balísticos, abundante caídade ceniza y lahares, por lo que debería ser evitada y/oevacuada debido al elevado riesgo que representa.

Por otro lado, según el grado de explosividad del volcán,dentro delaZPP pueden generarse grandes lahares quetransitarían por los principales drenajes que nacen de laparte alta del cono, movilizándose fácilmente hacia re-giones más bajas y alejadas de los lÍmites de Ia ZPP. Es-tas regiones constituyen las zonas de peligros distales.

Zona de Peligros D¡stales

Para el caso de los lahares, lazona de los peligros dis-tales (ZPD) está constituida por los drenajes (cauces yorillas) que nacen en las regiones más altas del volcány que continúan pendiente abajo fuera de los límites dela ZPP. Como se mencionó anteriormente, las erupcio-nes explosivas pueden generar lahares con volúmeneslo suficientemente grandes como para canalizarlos porestos drenajes, pudiendo viajar decenas de kilómetrosaguas abajo. La topografía de sus valles y de sus ori-llas son factores importantes para evaluar el peligro querepresentan en zonas más bajas donde comúnmenteexisten asentamientos humanos. Por ejemplo, si lasquebradas o los ríos son profundos y los lahares tienenvolúmenes relativamente pequeños, los flujos no po-drán desbordarse y seguirían su curso sin causar dañossignificativos; sin embargo, si los volúmenes laháricosson grandes y/o si la topografía exhibe drenajes pocoprofundos, es muy probable que los flujos laháricos sedesborden e inunden superficies importantes airededorde los cauces.

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ESCENARIO4

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Dos elementos adicionales permiten evaluar el grado depeligro por inundación de lahares en zonas amenazadaspor volcanes: 1) la cartografia geológica de los depósitoslaháricos antiguos (históricos y pre-históricos), y 2) lasmodelizaciones computacionales de los flujos realizadascon programas especializados. Con estas herramientasse pueden elaborar los mapas de peligros volcánicos,los cuales constituyen una fuente de información valiosapara que las autoridades correspondientes planifiqueny organicen las diferentes actividades alrededor de laszonas de influencia del volcán y para que efectúen unadecuado manejo del riesgo volcánico.

Delimitación de las zonas que estánamenazadas por inundacionesde lahares

Como se mencionó en la parte introductoria, el objetivoprincipal de esta publicación es presentar los resultadosque fueron obtenidos de las modelizaciones matemáti-cas efectuadas para estimar la extensión de las zonasque podrían ser afectadas por inundaciones de la-hares alrededor de los drenajes que nacen en el volcánCotopaxi. El modelo matemático aplicado se denominaLAHARZ y fue desarrollado por hidrólogos y vulca-nólogos del Servicio Geológico de los Estados Unidos(USGS). LAHARZ calcula las superficies planimétricas(en el plano horizontal) y transversales (en el plano verti-cal) de inundación, a lo largo de un drenaje especificadopor el usuario, mediante dos relaciones matemáticas queinvolucran un volumen lahárico hipotético que es proveí-do como dato de entrada en el programa. LAHARZ esejecutado desde un Sistema de lnformación Geográfica(ArcGlS) sobre un modelo digital de elevación del terre-no (MDE) para generar diferentes zonas de inundación,correspondientes a diferentes escenarios, donde se es-peraría que los flujos de menor volumen ocurran conmayor frecuencia.

En base a la cartografía geológica de los lahareshistóricos, representada en los mapas de los pelig-ros volcánicos del Cotopaxi (Hall et al., 2004a, b), seseleccionaron doce drenajes del cono volcánico paraejecutar el programa LAHARZ, utilizando como datosde entrada los volúmenes laháricos que fueron pro-puestos previamente en cada escenario eruptivo. Losresultadós de las modelizaciones fueron comparadoscon la cartografía de los depósitos laháricos de Hall eial. (2004a, b), y como consecuencia se determinó quepara el caso del Cotopaxi, LAHARZ es particularmenteútil para delimitar Ia extensión lateral de las zonas deinundación, por tal motivo, en las modelizaciones pre-sentadas en este trabajo, se utilizó únicamente larelación matemática que delimita las áreas transver-sales de inundación por lahares.

Los volúmenes laháricos correspondientes a los cuatroescenarios planteados son:

EscenarioI (E-1): 3x 106m3Escenario 2 (E-2): '10 x '106 m3

Escenario 3 (E-3): 30 x 106 m3

Escenario a @-$: 60 x 106 m3

Resultados de tas modelizaciones deIahares apl¡cando LAHARZ

En el mapa de la Figura 8 se presentan las zonas quepodrían ser inundadas por lahares alrededor del Coto-paxi, según los resultados de las modelizaciones efec-tuadas con LAHARZ. No obstante, es muy importantedestacar que ante cualquier erupción futura, es impo-sible pronosticar el alcance y la extensión que tendríanlos lahares en el terreno debido a que son muchas lasvariables que pueden modificar tanto el rumbo como laenergía de los flujos durante su trayectoria. Por tanto,los límites de las zonas de inundación obtenidos conLAHARZ no representan límites precisos y deben serinterpretados como guías para un adecuado manejo delriesgo asociado a lahares.

Para tener un mejor detalle visual de las modelizacionesa lo largo de los drenajes, la red hidrográfica del Coto-paxi (Figura 8) fue dividida en cinco zonas (A1, A2, A3,Aa y A5) que se describen a continuación.

Los lahares en el drenaje norte

Zona A1: al pie del flanco Norte del volcán,fuera de la ZPP, existe una extensa planicie de pen-dientes bajas (Llanura de Limpiopungo) donde los cau-ces son amplios y poco profundos (Figura 9). Estas ca-racterísticas morfológicas son favorables para que lospotenciales lahares puedan desbordarse fácilmente tan-to en el río El Salto como en el río Pita. Para el caso delrío EI Salto, las simulaciones de LAHARZ forman am-plias zonas de inundación desde la Hostería Tambopaxihasta el campamento de la EMAAP. Por otro lado, enel río Pita los modelos de zonas de inundación se ex-tienden desde Proaño hasta La Bocatoma. Aproximada-mente a 1 km aguas abajo de este sitio (La Bocatoma)ambos ríos confluyen y mantienen el nombre de río Pitacon un cauce más profundo, lo cual mantiene canaliza-dos a los lahares simulados hasta el sector de Casha-pamba (Figura 10).Sin embargo, Mothes et al. (2004) mencionan que en elsector de La Caldera (4,5 km al Norte de la Bocatoma,Figura 9) algunos lahares pasados (con caudales pico>40.000 m3/s) no fueron completamente canalizadosdebido a que su cauce forma una curva cerrada y portanto una parte de los flujos se desbordó por el río SantaClara. La cartografía geológica de sus depósitos sugiereque los lahares llegaron hasta el Valle de Los Chillos.Mothes et al. (2004) reporiaron que entre el20 % y 30% del caudal pico del lahar del 26 de Junio de '1877 sedesbordó por el río Santa Clara. Con este dato, se efec-tuaron las modelizaciones de lahares en este drenaje

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considerando el 30 % de los volúmenes utilizados en losescenarios E-3 y E-4 (10 y 20 millones de m3, respecti-vamente), asumiendo que en los escenarios "pequeños"(E-1 y E-2) no se produciría tal desborde. En el mapa dela Figura 9, también están representados los modeloslaháricos en el río Santa Clara para los escenarios E-3y E-4, donde se observa que LAHARZgenera unazonade inundación de poca extensión en el sector de Rumi-pamba. Adicionalmente, la carretera de acceso al flancoNorte delvolcán, que viene desde Sangolquí, podría serafectada por los lahares potenciales en cualquiera de losescenarios.

78.30'W

78"30'W 78"25',W

Figura 9. Zona 41. En el mapa se observan las zonas que seríanpotencialmente inundadas por lahares en los primeros kilómetros de

los drenajes del flanco Norte del volcán Cotopaxi. La simbología es Ia

misma que en la Figura B.

Zona A2: La Figura 10 representa lacontinuación de los modelos de LAHARZ de las zo-nas de inundación en el drenaje Norte del Cotopaxi.A lo largo del río Santa Clara, los modelos laháricos,para los escenarios E-3 y E-4, permanecen dentro delcauce desde el sector La Moca (Figura 9) hasta la al-tura de Loreto (Figura 10), y más adelante LAHARZforma otra zona de desborde importante en la orilla iz-quierda del cauce que inicia en el sector Selva Alegre,inundando parte de Sangolquí, San Rafael y Conocoto,hasta la unión de los ríos San Pedro y Pita. Por otrolado, las simulaciones de lahares en el drenaje del

río Pita también forman amplias zonas de inundaciónen el Valle de los Chillos para los cuatro escenarios,lo cual podría afectar a numerosos barrios del sector,incluyendo a vÍas y carreteras de segundo orden (Figura10). Las simulaciones de LAHARZ continúan hacia elNorte por el río San Pedro y, para los casos de los esce-narios E-l y E-2,los flujos transitarían sin desbordarse;sin embargo, si se consideran los escenarios E-3 y E-4,LAHARZ reprodujo zonas de inundación de poca exten-sión pero que podrían afectar a los barrios de Cumbayáque se encuentren cerca del cauce del río San Pedro.

78.25'W

78.30'W 78"25',W

Figura 1 0. Zona 42. El mapa exhibe el segundo segmento deldrenaje Norte que sería afectado por lahares. Note que los lahares

que transiten por el río Santa Clara serían producidos por el desbor-damiento parcial de los flujos, desde el rÍo Pita, en el sector de La

Caldera. La simbología es la misma que en la Figura B.

Los lahares en el drenaje Sur

Zona 43: Las quebradas Cutuchi y Pucahuaycupresentan cauces profundos y angostos en los primeroskrlómetros de trayecto fuera de la ZPP. En el tramo quecada drenaje recorre hasta su confluencia (-2 km alNorte de San Agustín de Callo), los lahares modelizadosforman zonas de inundación relativamente amplias, enespeciai para los escenarios E-3 y E-4. A partir de la con-fluencia de los ríos Cutuchi y Pucahuaycu, los caucesse ensanchan y atraviesan una llanura muy vasta desdeel Cerro de Callo hasta Latacunga (Figuras 8, 11 y 12).

Io

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La Figura 11 muestra los resultados de las simulacionesdonde extensas zonas inundadas por lahares puedenser generadas a lo largo del río Cutuchi. De manera si-milar que en los drenajes anteriores, para el caso de lasquebradas Seca, San Lorenzo, San Diego y Burruhuay-cu (cuya unión forma el río Saquimala) sus cauces sonprofundos y angostos en los primeros 3-5 km fuera de laZPP, lo cual podría favorecer a que los flujos laháricosno se desborden. Sin embargo, cuando estos ríos llegana la llanura comprendida entre San Agustín de Callo yMulaló, el programa reproduce extensas zonas de inun-dación a lo largo del río Saquimala.

Otro resultado importante es que, para el escenarioE-1, LAHARZgenera zonas de inundación a lo largo delos ríos Cutuchi y Saquimala, cuya extensión es relati-vamente pequeña en comparación con los otros esce-narios. Por el contrario, para los escenarios E-2, E3 yE-4, LAHARZcTea zonas de inundación más amplias, locual resulta de desbordes que podrían ocurrir por ambosdrenajes hasta su confluencia (-3 km al Sur de Guayta-cama, Figura 11). Para elcaso delríoAlaques, su cauceatraviesa profundos cañones que están conformadospor depósitos volcánicos antiguos del Cotopaii (Figura1l), Los lahares que transiten por este cañón, se man-tendrían dentro del cauce sin generar desbordes hastaque llegue a la llanura de Latacunga (Figura 12).

Figura 11. Zona A3. EI mapa muestra las zonas de inundación porlahares en el drenaje Sur del volcán Cotopaxi. Los flujos transitarían porlos ríos Cutuchi, Saquimala y Alaques, donde varias poblaciones están

amenazadas. La simbología es la misma que en la Figura 8.

Zona A4: el mapa de la Figura 12 muestra lacontinuac!ón de las simulaciones que fueron ejecutadasen el drenaje Sur del volcán Cotopaxi. Para los esce-

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narios E-3 y E-4, LAHARZ genera extensas zonas deinundación desde la unión de los ríos Cutuchi y Saqui-mala hasta la ciudad de Latacunga, mientras que, paralos escenarios E-1 y E-2,las zonas de inundación sonmás restringidas. Por otro lado, los lahares simuladosen el río Alaques, en los cuatro escenarios, tambiéncontribuyen a formar las zonas de inundación en el ríoCutuchi. La topografía que controla este drenaje cambiaal Sur de Latacunga (Figura 12). Las extensas planiciesque rodean a este río, al Norte de Latacunga, se trans-forman a un valle relativamente más angosto, dondeel cauce del Cutuchi es más profundo y encañonado,aunque existen planicies que podrían ser inundables.Las simulaciones de LAHARZ para los escenarios E-3y E-4, en el tramo entre Latacunga y Salcedo, muestranzonas de inundación que cubren casi por completoel valle del río Cutuchi, pero, para los dos escenariosmenores (E-1 y E-2), los lahares prácticamente no sedesbordarían, excepto en lugares donde las orillas seantopográficamente bajas, lo cual podría resultar en la for-mación de zonas de inundación más restringidas. Algu-nas poblaciones como Latacunga, Salcedo y muchospoblados menores podrían ser severamente afectadospor las inundaciones de lahares, así como vías y ca-rreteras de acceso hacia otros poblados de la región.

Figura 12. Zona 44. En el mapa se observa que en el tramodel río Cutuchi, entre Saquisilíy Salcedo, pueden formarseextensas zonas de inundación por lahares que afectarían apoblaciones como Latacunga y Salcedo, así como a la VíaPanamericana Sur. La simbología es la misma que en la

Figura 8.

Los lahares en el drenaje oriental

Zona A5: Al pie oriental del Cotopaxi existeuna gran llanura o planicie por donde los flujos lahári-cos transitarían, sin embargo ninguna población impor-tante habita en esta región, aunque algunas haciendaslocales podrían ser gravemente afectadas por laharesdurante una erupción. En el mapa de la Figura '13 seobserva que los ríos Tambo y Tamboyacu son los prin-cipales drenajes por donde descenderían los flujos la-háricos. Para el escenario E-1, LAHARZ crea vastaszonas de inundación de lahares en estos drenajes yrecorren aproximadamente 8 km desde que salen de laZPP. En los tres escenarios restantes (E-2, E-3 y E-4)los modelos laháricos inundarían superficies más ex-tensas, movilizándose por el río Tambo hacia la cuencaamazónica, y debido a que a partir de este sitio el dre-naje atraviesa los cañones angostos y profundos de laCordillera Real (río Verdeyacu), no existen llanuras dedepositación, por lo cual los lahares podrían llegar hastaPuerto Napo, la población más grande de esta zona.

El grado de conocimiento geológico de los últimos 4000años de actividad del volcán Cotopaxi, sobretodo de laserupciones históricas, permitió determinar que una erup-ción explosiva con un VEI>4 ocurrió aproximadamentecada siglo en los últimos 500 años. Con cada erupciónde este tipo, se generaron flujos piroclásticos que derri-tieron parcialmente la nieve y el hielo que cubría al conovolcánico, formando de esta manera enormes laharesque fluyeron por los principales drenajes que nacendel voicán, destruyendo e inundando a las poblacionesubicadas cerca de sus cauces con millones de toneladasde escombros volcánicos.

En base a algunos parámetros como: el dinamismoeruptivo, la magnitud de la erupción, el tamaño del gla-ciar y su grado de fusión, el grado de interacción entrelos productos volcánicos y el glaciar, y las analogías convolcanes andesíticos similares, se propusieron cuatroposibles escenarios eruptivos en el caso de una reac-tivación del Cotopaxi. Además, varias investigacionesglaciológicas, que fueron efectuadas en las últimasdécadas, permitieron estimar las dimensiones actualesdel glaciar y los posibles volúmenes laháricos asociadosa cada uno de los escenarios eruptivos.

La evaluación del peligro volcánico asociado a inunda-ciones por lahares en el volcán Cotopaxi estuvo basada,en años anteriores, en la delimitación cartográfica delos depósitos de flujos laháricos históricos. Actualmenteexisten programas computacionales que permiten simu-lar o modelar varios parámetros físicos y reológicos deeste tipo de flujos. Uno de ellos es LAHARZ, el cual de-limita las zonas de inundación a lo largo de un drenajeen particular según diferentes volúmenes laháricos es-pecificados por el usuario.Con el software LAHARZ se modelizaron los flujos la-háricos, a lo largo de los drenajes que nacen del vol-cán, con el objetivo de pronosticar cuales podrían serlas potenciales zonas de inundación en cada uno de lcscuatro escenarios eruptivos. Los resultados muestranque, de manera general, la probabilidad de ser afectadopor lahares incrementa cuando la distancia al volcán y/oal drenaje (río o quebrada) disrninuye.

En los escenarios con erupciones relativamente peque-ñas (E-1 y E-2), los lahares potenciales podrían tenervolúmenes que oscilen entre 3 y 10 millones de m3 y,

según los resultados de LAHARZ, se formarían impor-tantes zonas de inundación en las llanuras ubicadas al

78.15'W

78.15.l^,

Figura 13. ZonaAS. El mapa presenta las zonas de inundación por lahares que se formarÍan en el drenaje oriental del Cotopaxi. En estaregión del volcán existe una extensa planicie donde los lahares podrían desbordarse fácilmente. Ningún asentamiento humano importante

habita esta zona, con la excepción de algunas haciendas. La simbología es la misma que en Ia Figura 8.

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pie del cono, en los flancos Norteño, Suroccidental yOriental. Sin embargo, aguas abajo en los diferentesdrenajes, las zonas de inundación son relativamentemás pequeñas que en los otros escenarios. Las pobla-ciones que podrían ser afectadas por lahares en los es-cenarios E-1 y E-2 son aquellas que estén más cercade los cauces de los ríos Pita y San Pedro en el Norte;de los rÍos Cutuchi, Saquimala y Alaques en el Sur; yde los ríos Tambo, Verdeyacu, Jatunyacu en el drenajeoriental.

En los escenarios que presenten erupciones modera-das a grandes (E-3 y E-4), los lahares podrian tenervolúmenes entre 30 y 100 millones de m3. Acordecon LAHARZ, estos flujos podrían generar desbordesque inundarían superficies más extensas que en losescenarios E-1 y E"-2, a lo largo de los mismos dre-najes definidos en el párrafo anterior. Para estos casos,existe la posibilidad que más poblaciones e infraestructura(vías, caminos de segundo orden y puentes) puedan serafectados por este tipo de fenómeno, así, en el drenajeNorte los lahares podrían inundar parcialmente a losvalles de Los Chillos y de Cumbayá (barrios cercanos alrío San Pedro); en el drenaje Sur serían afectadas po-

blaciones como Latacunga, Salcedo y muchos pobladosmenores; para el caso del drenaje Oriental los laharesatravesarían la Cordillera Real y al llegar a la Amazoníapodrían afectar a Puerto Napo.

Fotos Contraportada:

1. Vista del flanco Noroccidental del volcán Cotopaxi. Note elprofundo cañón de la quebrada Yanasacha, que forma partede los tributarios del río El Salto. Foto: Patricia Mothes.

2. Resfos de la fábrica "San Gabriel" ubicada en la margenderecha del río Cutuchi en el cantón Latacunga. La fábrica fuedestruida y enterrada por el lahar del 26 de Junio de 1877.

3. Gran bloque lávico que fue arrastrado por lahares pasadosy depositado cerca del pueblo de Mulaló, al Suroccidente delvolcán.

4 - 5. Canteras localizadas a lo largo del cauce del río Cutu-chi, al Sur de Salcedo, donde se observan diferentes depósifosde lahares históricos.

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AC: Antes de Cristo, se emplea este término para refe-rirse a fechas anteriores a la era cristiana.

Andesita (andesítico, a): roca de origen volcánico decolor gris, que contiene entre 53 y 63 % de sílice. Elcolor, la viscosidad, la composición química y elcaráctereruptivo son intermedios entre un basalto y una dacita.

AP: Antes del Presente, abreviación que es utilizada enciencias de la Tierra para referirse a una fecha pasada.Por motivos prácticos se considera que el presente co-rresponde al año 1950.

Arco volcánico: cadena de volcanes (insulares o conti-nentales) ubicada cerca de los límites convergentes delas placas tectónicas, que son formados como conse-cuencia del magmatismo asociado a las zonas de sub-ducción.

Avalancha de escombros: fenómeno de remoción enmasa que resulta de un deslizamiento de gran magnituden algún flanco de un volcán. La masa removida se mo-viliza principalmente por acción de la gravedad y/o porotros factores internos. Una avalancha de escombrospuede viajar grandes distancias y sobrepasar barrerastopográficas. Este tipo de deslizamientos se produce porla inestabilidad de los flancos de un edificio volcánico, locual puede ser originado por una intrusión magmática,un sismo de gran magnitud, el relieve del volcán conpendientes muy empinadas, el debilitamiento estructuraldel edificio inducido, por ejemplo, por alteraciones hidro-termales.

Bloques y bombas volcánicas: fragmentos de lava contamaños superiores a los 64 mm que son expulsados deforma explosiva durante una erupción. Si al momento dela erupción estos fragmentos se encuentran en estadosólido se llaman bloques, pero si se encuentran en es-tado semi-sólido o plástico se denominan bombas.

Geniza: fragmentos de rocas volcánicas menores a 2mm que son expulsados a la atmósfera durante erup-ciones explosivas (emisiones constantes o eventos dis-cretos).

Ceniza (caída): fenómeno controlado por la gravedad ypor la dirección/velocidad de los vientos sobre el volcán,en el cual la ceniza volcánica cae a la superficie terrestredesde una co[umna eruptiva o pluma de ceniza.

Columna eruptiva: nube compuesta por piroclastos(cenizas y lapilli) y gases de origen volcánico que seforma sobre el vento o cráter de un volcán durante unaerupción explosiva y que tiene un fuerte componentede movimiento vertical por convección (intercambio decalor con la atmósfera).

DG: Después de Cristo, término empleado para referirsea fechas correspondientes a Ia era cristiana.

Dorno de lava: estructura topográfica en forma de co-lina con pendientes fuertes (> 25o)y relieves que puedenvariar entre decenas y centenas de metros. Los domos

de lava se forman por la acumulación de lava de altaviscosidad alrededor del vento volcánico por donde esextruida. Generalmente los domos están formados delavas de composición andesítica, dacítica o riolítica.

Escoria: fragmentos fuerternente vesiculados de rocabasáltica o andesítica (color gris obscuro o negro) quetienen una baja densidad y que son expulsados a la al-mósfera durante erupciones explosivas.

Estratovolcán: edificio volcánico cuyos flancos presen-tan pendientes muy fuertes (25'-35") y están compues-tos por el apilamiento alternante de los depósitos de flu-jos de lava, flujos piroclásticos, capas de tefra, Iahares,etc, que son generados a lo largo de su larga historiaeruptiva (miles a cientos de miles de años).

Estrornboliana (erupción): tipo de erupción volcánicacaracterizada por un dinamismo eruptivo un poco másexplosivo que una erupción hawaiiana. En este tipo deerupciones se producen grandes cantidades de cenizay escoria, la cual se acumula alrededor del cráter paraformar un cono. El término estromboliano proviene delvolcán Stromboli de ltalia.

Flujo de lava (colada de): derrame de un volumen deroca fundida (magma desgasificado) que se origina en elcráter de un volcán o en alguna fractura de la superficieterrestre, con un carácter no explosivo, y que se movilizaIadera abajo con velocidades relativamente bajas.

Flujos de lodo y escombros (lahares): Aluvión de ori-gen y composición escencialmente volcánica. Consistende una mezcla de agua y materiales volcánicos (ceniza yrocas) que son removilizados por acción de la gravedady que se transportan por los drenajes de un volcán. Elagua puede originarse por la fusión parcial de un glaciar,por lluvias muy intensas o por el desfogue violento deun lago cratérico.

Flujos piroclásticos (nubes ardientes): flujo de carác-ter granular caliente (300-800 'C) compuesto de gases,ceniza y fragmentos de rocas que descienden por losflancos de un volcán a grandes velocidades (75-150km/h). Generalmente ocurren durante erupciones explo-sivas o por el colapso del frente de un flujo o un domode lava.

Fuente de lava: emisión moderadamente explosiva degases y materiales piroclásticos en estado fundido quepueden ascender varias decenas o centenas de metrossobre el cráter. La gran mayoría de los fragmentos pro-ducidos tienen trayectorias balísticas y caen dentro o enlas cercanías del cráter donde ocurre la actividad.

Lapilli: fragmento de roca volcánica comprendido entre2y 64 mm de diámetro que es expulsado a la atmósferadurante erupciones explosivas.

Lava: término utilizado para referirse al magma que al-canza la superficie terrestre en forma líquida y que haperdido Ia mayoría de sus gases. Roca fundida que esemitida desde el cráter de un volcán o desde una fisuracortical.

Magma: mezcla de tres fases que consiste de una par-

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te de roca fundida (fase líquida) enriquecida en sílice,gases disueltos (fase gaseosa) y cristales de minerales(fase sólida). Los diferentes tipos de magmas se formana grandes profundidades, en los límites entre la cortezaterrestre y el manto superior. Cuando el magma ha per-dido su fase gaseosa y ha alcanzado la superficie se de-nomina lava, y si el magma se enfría y cristaliza dentrode la coñeza, forma las rocas ígneas intrusivas.

Mapa de peligros: mapa que es utilizado para represen-tar, sobre una base topográfica, las zonas que puedenser afectadas por los diferentes fenómenos volcánicos.

Peligros volcánicos: fenómenos potencialmente dañi-nos que pueden ocurrir durante una erupción volcánica(p.e. flujos de lava, flujos piroclástios, caída de ceniza,lahares, avalanchas de escombros, etc.). En términosprobabilísticos, los peligros volcánicos representan laprobabilidad de ocurrencia de un fenómeno potencial-mente peligroso.

Piroclastos (piroclástico): se refiere a todo fragmentosólido o casi sólido que es expulsado fuera de un volcándurante una erupción explosiva. El material piroclásticopuede estar compuesto de vidrio volcánico (materialessin estructura cristalina), cristales de minerales y frag-mentos de rocas volcánicas (p.e. bombas, escoria, pó-mez, etc). Según su tamaño, los piroclastos pueden cla-sificarse en ceniza (< 2 mm), lapilli (2-64 mm) o bloques(> 64 mm).

Placas tectónicas: son segmentos de la litósfera te-rrestre que se comportan como bloques rígidos y se mo-vilizan sobre la astenósfera, que tiene comportamientodúctil, a razón de algunos centímetros por año. En loslímites de las placas tectónicas ocurren fenómenos co-mo sismicidad, volcanismo y orogénesis.

Pliniana (erupcién): tipo de erupción volcánica ca-racterizada por una fuerte explosividad, y que expulsaenormes cantidades de gases y piroclastos a la atmós-fera de manera sostenida y continua por períodos devarias horas. Estas erupciones forman columnas erup-tivas que pueden alcanzar entre 20 y 30 kilómetros dealtura sobre el cráter y forman depósitos de caída quepueden cubrir superficies de centenas a miles de km2. Eltérmino pliniano hace referencia a la erupción delvolcánVesubio (ltalia) que ocurrió en el año 79 DC, descrita congran detalle por Plinio El Joven, y que destruyó las ciu-dades romanas de Pompeya y Herculano (entre otras).

Pómez (piedra): fragmentos fuertemente vesiculadosde lava dacítica a riolítica, de baja densidad y coloresclaros (gris, crema, blanco).

Riesgo volcánico: representa los efectos dañinos deun peligro volcánico. En términos probabilísticos, consti-tuye la probabilidad de pérdida de vidas humanas, des-trucción de la propiedad o de los medios de producciónde una zona que está amenazada por algún fenómenovolcánico.

Riolita (riolítico, a): tipo de roca volcánica de color grisclaro que contiene más de 68% de sílice. En estado fun-dido presenta una viscosidad muy alta.

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Sílice: molécula formada por un átomo de silicio y dosde oxígeno (SiOr) que constituye el compuesto másabundante en las rocas volcánicas terrestres. El con-tenido de sílice en un magma es uno de los factores quecontrola su viscosidad y potencialmente su carácter ex-plosivo, mientras mayor sea el contenido de sílice, laexplosividad del magma será potencialmente más alta.

Subducción: proceso que ocurre en los lÍmites conver-gentes entre dos placas tectónicas, donde la placa conmayor densidad pasa por debajo de la placa de menordensidad antes de introducirse en el manto. Las placaspueden ser ambas de origen oceánico (lslas de Japón,Las Antillas) o pueden ser de origen oceánico y conti-nental (Los Andes). La subducción entre dos placas pue-de generar grandes y destructivos terremotos como elde lndonesia (2004), Haití (2010), Chile (2010) y Japón(2011), pero además el proceso de subducción tambiénpuede generar magmas en profundidad que, cuando lle-gan a la superficie, dan origen a los arcos volcánicos.

Tefra: término genérico que implica a todo material só-lido que es expulsado a la atmósfera durante erupcionesexplosivas.

VEI (Votcanic Explosivity tndex): índice de Explosivi-dad Volcánica, es una escala ampliamente utilizada paracuantificar la explosividad de una erupción volcánica. Laescala VEI es logarítmica y varía entre los niveles 0 y8. La clasificación del VEI de una erupción está basadaen algunos parámetros como el volumen de tefra expul-sada, la altura de la columna eruptiva y el grado de frag-mentación de los materiales.

Vidrio volcánico: se refiere a las partes de las rocasvolcánicas que carecen de estructura cristalina. Gene-ralmente se forma debido al enfriamiento rápido de unmagma en superficie, que no da tiempo al desarrollo decristales. Puede presentarse en diferentes tonalidades,según su composición química. (p.e. obsidiana)

Volcán: cualquier fractura u orificio en la superficie te-rrestre por donde sale magma. Con el mismo nombre sedenomina a la estructura topográfica que se forma por laacumulación de materialvolcánico emitido por un cráter.

Volcán Compuesto: se trata de volcanes que están for-mados por algunos edificios volcánicos de edades y si-tios de emisión diferentes. Ejemplos de este tipo de vol-canes en Ecuador serían el Pichincha (Rucu y GuaguaPichincha)y el lmbabura (Taita y Huarmi lmbabura).

Volcán Escudo: es un tipo de volcán que presentaflancos con pendientes de poca inclinación que estánformados principalmente por flujos de lavas (general-mente basaltos). Muchos de los volcanes de Galápagospertenecen a este grupo.

Vulcaniana (erupción): tipo de erupción que está ca-racterizada por la ocurrencia de eventos explosivos decorta duración pero que emiten cantidades importantesde material piroclástico y gases a la atmósfera hasta al-titudes cercanas a los 20 km. Es muy común que estetipo de actividad esté relacionada a la interacción entreel agua subterránea y el magma.

El Sistema de Monitoreo en el Volcán Cotopaxi

Los sitemas de monitoreo volcánico se han desarrollado enIas últimas décadas de manera eficiente alrededor del mundoy generamente consisten de varios componentes que, al serevaluados de manera conjunta, permiten cumplir algunos ob-jetivos fundamentales: 1) proveer información científica básicapara mejorar el análisis de la amenaza volcánica a corto plazo(días a semanas); 2) pronosticar posibles escenarios erupti-vos; 3) evaluar los diferentes fenómenos o peligros volcáni-cos; y 4) brindar herramientas útiles (p.e. mapas de peligrosvolcánicos) a las autoridades civiles que están a cargo de lamitigación del riesgo a largo plazo (años a décadas).Algunos de los parámetros básicos que son objeto de estudioen un sistema de monitoreo volcánico son descritos breve-mente a continuación:

Observaciones directas: se las realiza con los sentidos hu-manos y no son asistidas por instrumentos de medición. Setrata de describir cualquier cambio moffológico en el volcán ode caracterizar la actividad eruptiva superficial,como presencia de fumarolas; altura, color opresencia de ceniza en una columna eruptiva;ruidos internos en el volcán o durante una erup-ción; olor a azufre en las cercanías del volcán,etc.

Sismicidad volcánica: con la ayuda de sismó-metros, que están instalados alrededor delvolcán, se pueden detectar las vlbraciones pro-ducidas por el movimiento y/o el ascenso defluidos magmáticos al interior del edificio vol-cánico.

Deformación volcánica; cuando un volu-men de magma se acerca a la superficie, unedificio volcánico puede experimentar cambiosmorfológicos (inflación o deflación) que son im-perceptibles al ojo humano, sin embargo exis-ten instrumentos que pueden detectar estoscambios con precisiones milimétricas. EntreIos más usados están los distanciómetros y losinclinómetros electrónicos, los GPS (Sistemasde Posicionamiento Glo-bal), los satélites espe-cializados (metodología INSAR).

Emisión de gases: un proceso físico asociadoal ascenso de magma a la superficie es la ex-solución de gases (vapor de agua, SO, CO,etc.) y su posterior escape a la atmósfera.La medición diaria de estos gases, por ejem-plo SO, mediante sensores remotos comoCOSPEC (Correlation Spectrometer) o DOAS(Differential Optical Absortion Spectrometer)permiten cuantificar la tasa de emisión de dichogas para una posterior evaluación de posiblesescenarios eruptivos.

Para el caso del Cotopaxi, se cuenta con unsistema de monitoreo eficiente que vigila a dia-rio los parámetros descritos anteriormente. Enla Figura 14 está representada la red de moni-toreo del volcán Cotopaxi:

Vigilancia de Lahares en el Volcán Cotopaxi

Existen varios instrumentos y métodos de vigilancia para de-tectar la ocurrencia y el tránsito de lahares. Un instrumentomuy utilizado en otros volcanes alrededor del mundo es el de-nominado AFM (Acoustic Flow Monitor), cuyo funcionamientoes similar a un sismómetro porque detecta las vibraciones queproducen los lahares al transitar por una quebrada o río.

El lG-EPN ha utilizado los instrumentos AFM durante las crisiseruptivas de otros volcanes en el país (Tungurahua, Reventa-dor) y ha sido exitoso comunicando alertas tempranas cuandose han generado lahares. Actualmente, el volcán Cotopaxicuenta con una importante red de 13 instrumentos AFM queestán instalados en zonas altas de varios drenajes alrededordel cono (Figura 14), lo cual permltirá identificar la ocurrenciade lahares antes de que éstos lleguen a zonas pobladas. Sinembargo, es importante crear y reforzar un Sistema de AlertaTemprana que involucre activamente a las poblaciones poten-cialmente afectadas de manera conjunta con las autoridadesy los organismos de emergencia encargados de la mitigaciónde riesgos (Gobernaciones, Municipios, Juntas Parroquiales,SecretarÍa de Gestión de Riesgos, Cruz Roja, Cuerpos deBomberos, Policía Nacional, Fuerzas Armadas, etc.)

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Figura 14. Sistema de Monitoreo en el Volcán Cotopaxi.

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