Complejo volcánico Chiles - Cerro Negro

Los volcanes Chiles y Cerro Negro están ubicados en la frontera de Ecuador (provincia del Carchi) y Colombia (departamento de Nariño), a distancias de 25 km al Oeste de la ciudad de Tulcán y a 130 km al Norte de Quito. El acceso se realiza por dos carreteras principales, una que parte desde Chiles hasta Tiuquer en Colombia, y otra desde Tufiño hasta Maldonado en  Ecuador; en el ascenso hasta las partes más altas se efectúa por numerosos caminos utilizados por la gente de la región.

El Complejo Volcánico Chiles-Cerro Negro se edifica sobre la Cordillera Occidental  de los Andes. Los productos de la actividad de este complejo se encuentra sobre productos volcánicos de edad Pliocéno que sobreyacen un basamento metamórfico de la Cordillera Occidental (Sucesión de términos volcánicos y sedimentarios afectados por metamorfismo polifásico de bajo grado, pertenecientes al Complejo Ofiolítico). El edifico actual del Chiles esta conformado fundamentalmente por varios episodios de flujos de lava y el volcán Cerro Negro por flujos de lava y de piroclástos. La actividad actual de este complejo volcánico se reduce a la presencia de una actividad sísmica predominante y se exterioriza en la presencia de fuentes termales y solfataras.

Caída de piroclastos: Como consecuencia de las erupciones explosivas, los volcanes expulsan a la atmósfera partículas fragmentadas (piroclastos), las que de acuerdo a su tamaño se conocen como: ceniza (menor a 2 mm); lapilli o cascajo (2 a 64 mm ); bloques y bombas (mayor a 64 mm).  Piroclastos transporta dos por el viento: la ceniza y el lapilli son transportados por el viento hasta zonas alejadas del volcán (decenas a cientos de kilómetros) y depositados por efecto de la gravedad y pueden cubrir un área muy extensa. La cantidad de piroclastos acumulados y el tamaño de sus partículas disminuyen con la distancia al volcán. En la mayoría de las erupciones se producen caídas piroclástica s y su distribución dependerá de la dirección y fuerza de los vientos. L a s caídas de piroclastos pueden provocar el oscurecimiento del ambiente y afectar a la salud humana y animal, generando infecciones respiratorias, irritación de los ojos y las vías respiratorias, intoxicaciones y alergias; en las infraestructuras y viviendas: cubrimiento y enterramiento, obstrucción de drenajes artificiales, colapso de techos y línea s de conducción eléctrica , corrosión de elementos metálicos; en la agricultura y ganadería , la pérdida parcial o total de cultivos y ganado, contaminación de fuentes de a gua por materia les sólidos y químicos; tormentas eléctrica s y afectación al transporte aéreo y terrestre.

Recomendación: las persona s que se encuentra n en las zonas afectadas por las caídas piroclásticas deberán buscar refugio en sus casas u otras edificaciones cercanas: Si permanecen a la intemperie, se recomienda el uso de un casco, de ropa adecua da y de mascarilla s (o un pañuelo húmedo). Además, se debe impedir que el ganado consuma hierba conta minada por ceniza. Se debe proteger las fuentes y el suministro de agua potable. Tomando las precauciones adecuadas, se recomienda limpiar los techos para evitar acumulación de ceniza y el colapso de estos.

Leyenda del mapa:

La delimitación de las zonas potencialmente afectadas por caídas de ceniza y lapilli (cascajo) fue realizada usando el modelo numérico de advección-difusión TEPHRA2 (Bona donna et al. 2005). Se tomó en cuenta un escenario de magnitud (VEI 4, con una columna de 18 km de altura sobre la cima del volcán). La distribución de las caídas piroclásticas sigue la tendencia predominante de los vientos en el área con dirección Este-Oeste. Las zonas más cercanas al vento generalmente reciben mayores acumulaciones.

La zona exterior, más clara representa un área con acumulaciones potenciales de entre 0.5 milímetros y 1 centímetro (entre 0,5 y 10 kg/m ² ). En esta zona, la caída de ceniza puede provocar el cierre de aeropuertos, daños a los aviones y afectar a la ruta aérea, así como daños a líneas de transmisión y centrales transformadoras eléctricas y daños a cultivos. Con caídas persistentes se puede afectar a la salud humana, especialmente las vías respiratorias y los ojos.

La zona intermedia, representa un área con acumulaciones potencia les de entre 1 y 10 centímetros (entre 10 y 100 kg/m ² ). En esta zona, las caídas de ceniza y piroclastos pueden provocar pérdidas totales de sembríos, muerte de ganado, daños parciales a infraestructuras, contaminación de fuentes y reservorios de agua.

La zona interior, más oscura representa un área con acumulaciones potencia les mayores a 10 centímetros (mayor a 100 kg/m ² ). En esta zona, las caídas de ceniza y piroclastos pueden provocar colapsos de techos, destrucción total de la vegetación y pérdida perma nente del suelo. Es la zona cercana al volcán.

Proyectiles balísticos: Las bombas  y los bloques (diámetro desde 64 mm hasta varios metros) son expulsa dos con trayectorias parabólicas como proyectiles balísticos desde el cráter a velocidades de decenas a centenas de metros por segundo, por lo general su distribución está restringida a una distancia menor a 10 km del punto de emisión. L os proyectiles balísticos causan destrucción de infra estructura y muerte o lesiones graves de seres vivos por impacto directo, incendios forestales o de viviendas.

Recomendación: la probabilidad de sobrevivir al impacto de un proyectil balístico es mínima. Por eso, en caso de una erupción explosiva inminente es necesario evacuar a todas las persona s y animales potencialmente afectadas por este fenómeno.

Flujos Piroclásticos: Son nubes de material incandescente compuestas por fragmentos de rocas, cenizas y gases calientes (de 300° a más de 800°C) que se mueven a grandes velocidades (de decenas a varios centena s de km/h) desde el centro de emisión hacia los flancos del volcán, y tienden a seguir los valles. Se originan a partir del colapso gravitacional de columnas eruptiva s y por la destrucción gravitacional y explosiva de domos y flujos de lava. La mayoría de los flujos piroclásticos tienen dos partes: un flujo basal de fragmentos gruesos que se mueve a lo largo de la superficie del suelo y una nube turbulenta de ceniza que se eleva por encima del flujo basal. La ceniza puede caer desde esta nube en un área amplia siguiendo la dirección del viento.

Los flujos piroclásticos destruyen todo a su paso y específica m ente pueden causar: arrasamiento e incendio de los elementos expuestos en su trayectoria, debido a sus altas velocidades y tempera tura s; cubrimiento y enterramiento del área expuesta , incluidos obstrucción de cauces, relleno de depresiones topográfica, interrupción de vías de diferente orden. Muerte y graves lesiones a las personas y animales por quemadura s e inhalación de ceniza ca liente y gases.

Recomendación: la probabilidad de sobrevivir al impacto de un flujo piroclástico es nula. Por eso, en caso de una erupción explosiva inminente es necesario evacuar a todas las personas y animales potencialmente afectadas por este fenómeno.

Flujos y domos de Lava: Son corrientes de roca fundida, relativamente fluidas, que son emitidas por el cráter o por grietas en los flancos del cono activo. Al salir del cráter forman lengua s que tienden a canalizarse a lo largo de los valles. Su velocidad y alcance dependen de su composición, la morfología presenta da a lo largo de las pendientes en el valle y las barreras topográficas que encuentren a su paso. Existen lavas fluidas y lavas viscosa s.  Las primeras pueden extenderse hasta decenas de kilómetros desde el foco de emisión. Lavas menos fluidas se mueven solamente unos pocos kilómetros por hora y raras veces se extienden a más de 8 km desde los puntos de emisión. Cuando las lavas son muy viscosas se acumulan en los centros de emisión formando montículos escarpados o en forma de cúpula conocidos como domos de lava, los que al enfriarse llegan a taponarlos. Los domos pueden explotar o colapsar, generando flujos piroclásticos y posteriormente lahares. El avance de los flujos de lava es relativamente lento, de manera que las persona s pueden alejarse de su trayectoria, sin embargo, todo en su camino será derriba do, rodea do, sepultado y quemado debido a sus altas temperaturas. Las lava s específica m ente pueden causar: destrucción de la infra estructura, enterramiento y quema de cultivos, e incendios forestales. Las muertes a tribuidas a los flujos de la va son a menudo debido a ca usa s indirectas, tales como: las explosiones cuando la lava interactúa con el agua, asfixia debido a los gases tóxicos acompañantes, flujos piroclásticos por colapso de domos y lahares por deshielo.

Recomendación: en caso de que exista una erupción que genere flujos de lava, se debe poner especial atención al avance de estos hacia centros pobla dos o infraestructuras.

Zona de los flujos piroclásticos, flujos de lava y lahares del mapa anterios

La delimitación de las zonas afectadas por estos flujos se realizó asociando dos metodologías diferentes.  Los flujos piroclásticos se modelaron utilizando los simuladores digitales llamados Titan2D (Patra et a l., 2005) y Volc_Flow (Kelfoun y Druitt, 2005). Los flujos de lava se modelaron utilizando el simulador digital llamado Lava PL (Connor et a l., 2012). Los lahares se modelaron utilizando el simulador digital llamado LaharZ (Iverson et a l., 1998; Schilling, 2014).

El color rojo indica la zona que sería potencialmente afecta da por flujos piroclásticos, y/o flujos de lava y/o lahares en caso de que ocurra una erupción pequeña a moderada (VEI 1-3). Para flujos piroclásticos se utilizó un volumen de 10 millones de m ³ . Esta zona podría ser afecta da por lahares pequeños (menor 1 millón de m ³ ). El límite de esta zona se encuentra a aproximadamente 9 km al oriente del volcán Chiles, es decir a menos de 1 km de las poblaciones de Chiles (Colombia) y Tufiño (Ecuador), y al occidente a 20 km del volcán Cerro Negro, hasta la población de Maldonado (Ecuador).

La zona de color tomate podría ser afectada por flujos piroclásticos en caso de que ocurra una erupción grande (VEI ~ 4). Para flujos piroclásticos se utilizó un volumen de 100 millones de m ³  para ambos volcanes. Esta zona podría ser afectada por lahares pequeños e intermedios. El límite de esta zona se encuentra a aproximadamente 12 km al oriente del volcán Chiles, 3 km aguas abajo de las poblaciones de Chiles (Colombia ) y Tufiño (Ecuador) y 25 km al occidente del volcán Cerro Negro, 10 km aguas abajo de la población de Maldonado (Ecuador).

Flujos de lodo y escombros (Lahares

Lahar es un término usado para describir mezclas fluidas saturadas en agua, altamente concentradas en sedimentos y escombros (rocas, piedra pómez, cascajo, arena, etc.), que se originan en los volcanes y se desplazan rápidamente pendiente abajo por influencia de la gravedad. Estos fenómenos pueden generarse directa o indirectamente por efectos de la actividad volcánica, es decir pueden ocurrir durante una erupción, por ejemplo: fusión de grandes volúmenes de nieve y hielo de los glaciares y/o la liberación súbita de una laguna cratérica, o por procesos secundarios por ejemplo: lluvias intensas, deshielos e incluso eventos sísmicos (Carihuayrazo 1698) que después de una erupción removilizan el material suelto. Estos flujos se mueven ladera abajo por la fuerza de gravedad a velocidades entre 10-70 km/h siguiendo los drenajes naturales. Son fenómenos altamente peligrosos y debido a su alta densidad y velocidad pueden mover y arrastrar objetos de gran tamaño y peso tales como puentes, vehículos, árboles, etc.

Lahares distales. La delimitación de las zonas afectadas por lahares se realizó con la utilización del modelo LaharZ (Iverson et al., 1998; Schilling, 2014), el cual permite determinar la extensión de las zonas potencialmente inundadas a partir del volumen del lahar esperado.

Los eventos laháricos grandes (hasta 20 millones de m ³ ) tienen un alcance importante. Hacia el oriente, los lahares avanzarían por la quebrada Hueco de Olla y los ríos Chiles, Játiva o Alumbre, Río Grande y Río Carchi, hasta al menos 10 km aguas abajo del puente internacional de Rumichaca . En su trayectoria se encuentran las poblaciones de Chiles en Colombia y Tufiño en el Ecuador. Hacia el noroeste avanzarían por los ríos Blanco o Mayasquer y San Juan, pasando cerca a los poblados colombianos de El Tambo, San Felipe, Mayasquer, Tiuquer, San Francisco, La Unión, Guayabal y Tallambí, avanzando al menos 30 km aguas abajo de Peñas Blancas y Chical (Ecuador).

Son productos de grandes deslizamientos que afectan los edificios volcánicos y se transforman en flujos muy rápidos que se mueven pendiente abajo debido a la gravedad. Este tipo de fenómeno puede deberse a la formación de un criptodomo (intrusión magmática en un flanco del edificio volcánico), un sismo cercano y fuerte, o al debilitamiento de la estructura interna del volcán provocado, por ejemplo, por una marcada alteración hidrotermal. El colapso del edificio volcánico puede estar acompañado a veces por actividad magmática, caracterizada por explosiones de extrema violencia (“blast”) que generalmente están dirigidas en la misma dirección del colapso. Como resultado, se forma un anfiteatro o depresión en el cono conocida como cicatriz de deslizamiento y además un amplio campo de cientos de colinas de forma redondeada (hummocks) y dispersas al pie del volcán.

Las avalanchas de escombros son muy rápidas (>200 km/h), móviles y arrasan con todo lo que se encuentre a su paso. Numerosos volcanes del Ecuador continental han sufrido al menos en una ocasión en su historia geológica, un evento de este tipo. Sin embargo, vale notar que son eventos raros y su recurrencia está en el rango de los miles a decenas de miles de años en la vida de un volcán.

Para la delimitación de esta zona se utilizó el concepto de “cono de energía ”, que relaciona el alcance horizontal (L) de un flujo con la diferencia de alturas (H) entre el punto de generación del flujo y el punto de deposición. La línea representa la posible extensión de una avalancha de escombros que afecte a cualquiera de los flancos del Chiles o del Cerro Negro. Para este caso se utilizó una relación H/L de 0.14 para el volcán Chiles y 0.18 para el volcán Cerro Negro propia a una avalancha de escombros para volcanes de este tamaño. Estos eventos son poco frecuentes.