Además de una cartografía precisa de las áreas inestables, para cumplir los objetivos del grupo de investigación es necesario un MDT detallado de cada complejo volcánico y de los canales, donde se incluyan las poblaciones vulnerables por los procesos hidrovolcánicos (Muñoz-Salinas et al. 2004; Long, 2000; Hellweger, 2004; Renschler, 2005). La cartografía existente en los países donde se ubican los estratovolcanes estudiados presenta escalas (1:100.000 en Perú y 1:50.000 en México) de insuficiente resolución para representar las barrancas por donde se canalizan los lahares (que poseen anchuras medias de 10-30 metros) y para ser usadas en la aplicación de modelos de simulación. Las dimensiones de las barrancas encarecen la utilización de técnicas geodésicas de alta precisión. Para solucionar este problema, se aplicará una propuesta expuesta en Muñoz-Salinas et al. (2005; 2009).

La metodología propuesta se desarrolla en dos fases: una en campo y otra de tratamiento de los datos en oficina. En esta segunda parte se requiere de una topografía existente de insuficiente resolución, un Sistema de Información Geográfica que trabaje en raster y en vectorial y un programa de cálculo.

En el trabajo de campo inicial se recorrerá la barranca y se tomarán fotos a distancias equidistantes. Esta distancia estará en función de la escala a la que queramos levantar nuestro Modelo Digital del Terreno, del tiempo del cual dispongamos para realizar nuestro estudio y de la dificultad del terreno. Tras este primer recorrido de reconocimiento de la barranca y con el apoyo de las fotografías, se tomará la decisión de dividir la barranca en tramos homogéneos, donde predomine una sección similar con respecto a su anchura, profundidad y forma. Además, se determinará la posición de aquellos perfiles que se consideren representativos de cada sección de la barranca.

Posteriormente, se irá nuevamente al campo, para tomar las medidas de pendientes y distancias de los perfiles seleccionados. Estos perfiles serán representados mediante puntos. El punto inicial será el que se localiza en el  talweg, ya que éste será el nexo de unión de cada perfil con el mapa topográfico previo. Desde este punto, se tomarán las medidas de todos los puntos del perfil que indiquen un cambio de pendiente importante. Al final, cada punto tomado en el perfil estará determinado por su distancia reducida a la horizontal y desnivel desde el punto inicial situado en el talweg.

Una vez realizado el segundo trabajo de campo, se realizarán los cálculos con el uso de un Sistema de Información Geográfica. En primer lugar se desplegarán las curvas de nivel del mapa topográfico previo. Sobre estas curvas se digitalizará una línea que represente al talweg de la barranca objeto de estudio. Esta línea se deberá disgregar en puntos equidistantes. La distancia entre los puntos será igual al tamaño del lado del píxel del Modelo Digital del Terreno que queramos obtener en formato grid. La elección del tamaño del píxel estará a su vez en función de la anchura mínima de los perfiles medidos en campo, debiendo ser el tamaño del pixel inferior a esta. La finalidad, será poder representar dentro de una capa en formato grid toda la barranca. A continuación, se extraerán las coordenadas UTM “x,y” y altitud desde el mapa topográfico existente de cada uno de los puntos en que se ha disgregado la línea del talweg. Con un programa de cálculo, se usarán las coordenadas de los puntos del talweg para calcular las coordenadas “x, y” y altitud de cada punto de los perfiles. Para el cálculo se aplicará de la distancia reducida a la horizontal y el desnivel de cada punto del perfil con respecto al punto inicial en el talweg.

Para realizar el cálculo, primeramente asignaremos a cada tramo homogéneo de la barranca una determinada línea de puntos que representen al talweg. Esto supone que el perfil que hayamos seleccionado como representante de un determinado tramo de la barranca, va a ser encajado en todos los puntos del talweg seleccionados. Los perfiles serán encajados perpendiculares a la línea que se forma entre el punto en el cual se va a encajar y el inmediatamente sucesivo en la línea del talweg. Para poder realizar esta operación, calcularemos el azimut existente entre un determinado punto y el consecutivo en la línea del talweg. Posteriormente definiremos el azimut con el que calcular los puntos que se encajen en el perfil a la izquierda del talweg y el azimut para los puntos que se encajen a la derecha del talweg. Esto es necesario ya que, como se comentó anteriormente, el nexo de unión entre los perfiles y el mapa topográfico será el talweg y todos los cálculos partirán de los puntos que se calculen como representantes de esta línea. El siguiente paso, será recalcular los valores de altitud para cada uno de los puntos del talweg, ya que se pretende adaptar la barranca en la topografía existente. Para ello, identificaremos en cada perfil el punto que posea el valor máximo de desnivel con el talweg. Este valor será restado al valor de altitud en aquellos puntos de la línea del talweg, de los cuales, será representativo. Este paso es necesario para acoplar correctamente la barranca dentro de la topografía existente. En este momento dispondremos de los datos suficientes para comenzar a calcular las coordenadas “x,y” y altitud para cada punto de un perfil, siempre en relación al punto de la línea del talweg a encajar.

Los valores de UTM “x,y” y altitud se agruparan en tres columnas y se exportarán a un SIG donde se podrá dar una representación gráfica a estos valores.

 

References.-

Hellweger, F. (2004) AGREE-DEM Surface Reconditioning System. (12/01/04; Last updated 01/10/97) 

Long, W.S. (2000) Development of Digital Terrain Representation for Use in River Modeling. Edited by Dr David Maidment and Dr. Dean Djokie. Hydrologic and Hydraulic Modelling support with Geographic Information System. ESRIPRESS.

Muñoz-Salinas, E.; Renschler, C.; Namikawa, L. y Palacios, D. (2005) Developing a Digital Elevation Model for lahar channels to facilitate prevention parameters during eruptive periods: Popocatépetl volcano, Mexico. Geophysical Research Abstracts, Vol. 7, 05682, European Geosciences Union 2005. 

Muñoz-Salinas, E.; Palacios, D.; Namikawa, L.; Sheridan, M. y Renschler, C. (2004). Contrast between computer simulations and field observations of Popocatépetl lahars. Geophysical Research Abstracts, 1st EGU General Assembly, 2004, Nice, France.

Muñoz-Salinas, E.; Renschler, C.; Palacios, D. y Namikawa, L.M. (2008) Updating Channel Morphology in Digital Elevation Models: Lahar Assessment for Tenenepanco-Huiloac Gorge, Popocatépetl Volcano, Mexico. Natural Hazars, 45: 309-320.DOI: 10.1007/s11069-007-9162-x 

Renschler, C.S. (2005) Scales and Uncertainties in volcano hazard prediction – optimizing the use of GIS and models.Journal of Volcanology and Geothermal Research 139(1-2), p. 73-87.