21 personas murieron en diciembre del año pasado cuando el volcán de la Isla Blanca entró en erupción sin previo aviso.
La nueva tecnología permite emitir alertas anticipadas que pueden salvar vidas.
Los turistas que visitaron Whakaari/Isla Blanca el 9 de diciembre del año pasado no recibieron ningún aviso de su inminente y violenta erupción. La explosión de vapor ácido y gases mató a 21 personas, y la mayoría de los supervivientes sufrió heridas críticas y quemaduras graves.
La tragedia nos impulsó a desarrollar un sistema de alerta temprana. Nuestra investigación muestra patrones de actividad sísmica antes de una erupción que hacen posible emitir alertas anticipadas. De haber estado implantado nuestro sistema, habría activado la alerta 16 horas antes de la erupción mortal del volcán.
También nos motivó el hecho de que varios otros volcanes de Nueva Zelanda plantean amenazas similares. Las explosiones y oleadas en el popular destino turístico de la zona geotérmica de Waimangu mataron a tres personas en 1903; una erupción en la isla Raoul en 2006 mató a una persona, los proyectiles volcánicos del monte Ruapehu causaron heridas graves en 2007, y los turistas escaparon por poco de dos erupciones durante una popular caminata de un día en el parque nacional Tongariro en 2012.
Nuestro sistema automatizado de alerta proporciona información sobre peligros en tiempo real y un nivel de seguridad mucho mayor para proteger a los turistas y ayudar a los operadores a determinar cuándo es seguro visitar los volcanes.
Nueva Zelanda cuenta con una red de instrumentos de vigilancia que mide continuamente hasta los movimientos terrestres más pequeños. Esta red GeoNet proporciona datos de alta frecuencia de los volcanes, incluido Whakaari, pero actualmente no se utiliza como sistema de alerta en tiempo real de erupciones volcánicas.
Aunque se ajusta a las mejores prácticas internacionales, el sistema actual de Nivel de Alerta Volcánica de GeoNet (VAL) se actualiza demasiado despacio, porque depende principalmente del criterio de expertos y del consenso. Tampoco calcula la probabilidad de una erupción futura; en cambio, ofrece una visión retrospectiva del estado del volcán. Todas las erupciones anteriores en Whakaari ocurrieron con niveles de alerta 1 o 2 (actividad), y el nivel solo se elevó después del suceso.
Nuestro estudio utiliza algoritmos de aprendizaje automático y datos de vigilancia continua de la última década. Durante ese periodo se registraron cinco erupciones en Whakaari, muchas similares al suceso de 2019. Desde 1826, se han producido más de 30 erupciones en Whakaari. No todas fueron tan violentas como la de 2019, pero, dado que hay agua caliente y vapor atrapados en una zona hidrotermal sobre una capa poco profunda de magma, cabe esperar explosiones destructivas cada uno a tres años.
La erupción del año pasado estuvo precedida por 17 horas de señales sísmicas de alerta. Todo comenzó con un intenso estallido de actividad sísmica de cuatro horas, que creemos se debió al ascenso de nuevo fluido magmático, que aumentó la presión del gas y el agua atrapados en la roca superior.
Esto provocó finalmente la explosión, como cuando sale disparada la tapa de una olla a presión. Se registró una señal similar 30 horas antes de una erupción en agosto de 2013, y estuvo presente —aunque fue menos evidente— en otras dos erupciones de 2012.
Desarrollo de un sistema de alerta temprana
Usamos sofisticados algoritmos de aprendizaje automático para analizar los datos sísmicos y buscar patrones desconocidos previos a las erupciones. El estallido de energía de cuatro horas resultó ser una señal que a menudo anunciaba una erupción inminente.
Después usamos estos patrones previos a las erupciones para enseñar a un modelo informático a activar una alerta y comprobamos si podía anticipar otras erupciones que no había aprendido a reconocer. El modelo seguirá «aprendiendo de la experiencia». Cada nuevo suceso que usamos para entrenarlo mejora su capacidad de pronosticar el futuro.
También hemos estudiado cómo optimizar el momento de emitir alertas para crear el sistema de aviso más eficaz. La principal disyuntiva está entre un sistema muy sensible, que emite muchas alertas, y otro que fija un umbral bastante alto, pero también deja pasar algunas erupciones.
Optamos por un umbral que genera una alerta cada vez que la probabilidad de una erupción supera el 8,5 %. Esto significa que, cuando se activa una alerta —cada una dura unos cinco días—, hay aproximadamente una posibilidad entre 12 de que se produzca una erupción.
Este sistema habría activado una alerta en cuatro de las últimas cinco erupciones importantes de Whakaari. Habría proporcionado un aviso de 16 horas para la erupción de 2019. Sin embargo, estas evaluaciones se han realizado con la ventaja de conocer el desenlace: los sistemas de pronóstico solo pueden demostrar su eficacia con datos futuros.
Creemos que hay muchas posibilidades de detectar erupciones como la de 2019 o de mayor magnitud. La disyuntiva es que, si se actuara conforme a las alertas, la isla permanecería cerrada a los visitantes durante aproximadamente un mes al año.
Qué nos depara el futuro
Llevamos cinco meses operando el sistema, las 24 horas del día, los 7 días de la semana, y estamos trabajando con GNS Science para determinar la mejor manera de integrarlo, reforzar sus protocolos actuales y ofrecer avisos más oportunos sobre los volcanes de Nueva Zelanda.
Tenemos previsto desarrollar el sistema para los otros volcanes activos de Nueva Zelanda, incluidos los montes Tongariro y Ruapehu, que reciben decenas de miles de visitantes cada año. Con el tiempo, podría ser útil para otros volcanes del mundo, como el monte Ontake, en Japón, donde una erupción en 2014 mató a 63 personas.
Dado el enorme valor público de este tipo de sistemas de alerta temprana, hemos puesto todos nuestros datos y programas informáticos a disposición como código abierto.
Aunque la mayoría de las erupciones de Whakaari parecen predecibles, es probable que se produzcan futuros sucesos que no puedan anticiparse. En 2016 hubo una erupción sin precursores sísmicos evidentes, que nuestro sistema de alerta no habría podido prever.
Las erupciones de otros volcanes podrían ser predecibles con métodos similares si se dispone de suficientes datos para entrenar los modelos. En cualquier caso, los operadores humanos, cuenten o no con la ayuda de sistemas de alerta temprana, seguirán desempeñando un papel importante en la protección de quienes viven cerca de los volcanes o los visitan.
