Las erupciones volcánicas generan perturbaciones que afectan al sistema hidrológico circundante (Pierson, 1980; Van Westen, 1997; Lavigne, 1998; Lavigne y Thouret, 2002; Hayes et al., 2002; Major, 2003; Andrés et al., 2005; Renschler, 2005; Zamorano et al., 2005a, b), entre las que destaca el aporte de grandes volúmenes de sedimentos puestos a disposición de las redes de drenaje en las áreas de cabecera, superiores a los cuantificados en los sistemas fluviales no volcánicos (Gran y Montgomery, 2005). El sistema fluvial puede responder de forma inmediata, si la erupción viene acompañada de un aporte suficiente da agua, con la formación flujos denominados lahares, que en ocasiones resultan catastróficos. La recuperación de los sistemas fluviales tras la perturbación volcánica y los flujos laháricos primarios representa un importante proceso que no está suficientemente estudiado (Gran y Montgomery, 2005), aunque autores como Major et al. (2000) o Hayes et al. (2002) han demostrado con sus trabajos que la inestabilidad generada por la erupción en la red de drenaje se mantiene a largo plazo y la migración efectiva de mayor cantidad de sedimentos se mantiene funcional durante décadas.

El análisis y modelización de estas condiciones requiere una monitorización detallada de los parámetros topográficos y geomorfológicos de los canales hidrovolcánicos. El grupo de investigación realizará el control y seguimiento de la morfología superficial a través de levantamientos topográficos periódicos apoyados en técnicas de fotogrametría digital y analítica, a partir de los cuales se podrán extraer Modelos Digitales del Terreno (MDTs) (Eder et al., 2001). El análisis de estos permitirá observar e interpretar los cambios y las modificaciones espacio-temporales (desplazamientos, movimientos, variaciones de volumen) en las masas de hielo y en las formas del relieve (Kääb, 2000; Kaufmann, 1998). La cartografía se realizará con un sistema de referencia global de alta precisión, para lo cual se calcularán los parámetros de transformación entre las respectivas redes geodésicas nacionales y el sistema GTS-84 del G.P.S.

En las áreas de estudio se practicarán levantamientos topográficos a partir de los vuelos fotogramétricos que actualmente existen para valorar las transformaciones sufridas. La escala aproximada de actuación será entre 1/10.000 y 1/20.000, con precisión en planimetría de 4 metros y altimetría de 7 metros. Esta cartografía será ejecutada en un restituidor analítico de primer orden. Por otro lado, cuando el desarrollo de la investigación lo precíse, se realizará de una cartografía detallada del área, mediante fotogrametría de objeto cercano y tomas convergentes desde la superficie terrestre. En este caso, el apoyo fotogramétrico se hará mediante bisección múltiple desde estaciones en tierra, georreferenciadas mediante GPS en postproceso por diferencia de fase y GPS en tiempo real. Para realizar la bisección se emplearán al menos dos estaciones totales, identificando los puntos de apoyo sobre las fotografías terrestres. La escala aproximada de está cartografía será de 1/2.000, con precisiones de los puntos en planimetría de 20 centímetros y en altimetría de 60 centímetros. El programa fotogramétrico de objeto cercano “CDW” (Close-range Digital Workstation, modelo Rollei) se utilizará para la restitución de los puntos.

La canalización de flujos hidrovolcánicos por las barrancas o gargantas situadas en las laderas de los volcanes introduce importantes cambios en su morfotopografía, cuyo control es importante para conocer la magnitud y potencia de cada evento. Por este motivo, se levantarán con estaciones totales perfiles de control en puntos fijos fácilmente identificables y estables en el tiempo. Las coordenadas de dichos puntos se fijarán con un G.P.S. diferencial con precisiones centimétricas.

A partir de las sucesivas capas de información topográfica se elaborarán Modelos Digitales del Terreno (MDTs) y su cartografía derivada (alturas, pendientes, orientaciones, rugosidad, etc) en las áreas analizadas por estas técnicas fotogramétricas. La creación de los MDTs se llevará a cabo utilizando los diversos programas (TCP-MDT, GeoTerrain, 3D Analyst, etc) a partir de los datos obtenidos en el proceso de restitución fotogramétrica. También, MDTs generales podrán extraerse de la información proporcionada por imágenes de satélite. Una vez generado cada MDT – y su correspondiente red irregular de triángulos (TIN)- se interpolarán los mapas de altitud, pendientes, orientaciones, rugosidad, etc. en formato “raster”. A partir de estas capas de información se podrá llevar a cabo análisis espaciales para calcular y cuantificar las variaciones espacio-temporales de las formas generadas por cada evento lahárico y retoceso del glaciar. Finalmente, se aplicarán representaciones fotorrealistas mediante un sombreado (utilizando programas de CAD –MicroStation) para la salida gráfica de los MDTs y se realizarán simulaciones virtuales en 3D, donde se refleje la evolución y las modificaciones sucesivas de las formas del relieve ocasionadas por estos procesos.

 

References.-

Andrés, N.; Palacios, D.; Zamorano, J.J.; Tanarro, L.M.; Renschler, C.; Sanjosé, J.J.; y Atkinson, A. (2009) Monitoring the Dynamic of a Fluvial Channel after Lahar Disturbance: Huiloac Gorge (Popocatepetl Volcano, Mexico), Geophysical Research Abstracts, Vol. 11, EGU2009-7252-1, EGU General Assembly 2009. 

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Gran, K. y Montgomery, D., (2005) Spatial and temporal patterns in fluvial recovery following volcanic eruptions: Channel response to basin-wide sediment loading at Mount Pinatubo, Philippines. GSA Bulletin, 117; 1-2: 195–211.

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Zamorano, J.J.; Andrés, N.; Sanjosé, J.J.; Atkinson, A. y Palacios, D. (2005a) Control of dome evolution during the last eruptive period of Popocatepetl volcano (Mexico) and hazard prevention. Geophysical Research Abstracts, Vol. 7, 05556, 2005. EGU General Assembly 2005 

Zamorano, J.J.; Andrés, N.; Sanjosé, J.J.; Atkinson, A. y Palacios, D. (2005b) Lahar prevention in Popocatepetl volcano (Mexico) during present eruptive periodion. 6ª Internacional Conference of Geomorphology. Zaragoza, España.