Monitoreo del volcán de La Palma con drones
La zona volcánica de Cumbre Vieja se encuentra en la isla de La Palma, una de las más pequeñas de Canarias. Su erupción en 2021 fue la primera en 50 años, ya que la última tuvo lugar en 1971. Desde entonces, el volcán ha provocado ocasionalmente una leve actividad tectónica, como temblores, pero no ha entrado en erupción.
El Instituto Geográfico Nacional de España (IGN) se encarga de vigilar los volcanes de toda España y sus territorios. Mapean, miden y analizan cuidadosamente los volcanes para detectar desplazamientos. El Instituto tiene su sede en Madrid, con un grupo de vigilancia de volcanes y otra oficina importante en Tenerife. Disponen de varios métodos para vigilar los volcanes que incluyen la medición de la actividad sísmica, las imágenes INSAR, el GNSS, la geoquímica y la geología.
Predicción de la erupción de Cumbre Vieja con fotogrametría
Antes de la erupción, un equipo de vulcanólogos y especialistas del IGN viajó a La Palma, llegando el 14 de septiembre, una semana antes de la erupción. Llegaron a la isla, y después de 3 días, comenzaron a prepararse para una inminente erupción.
Predecir las erupciones volcánicas es increíblemente difícil. No hay dos erupciones iguales, y en el caso de los volcanes con largos periodos de inactividad, se requiere una cuidadosa vigilancia para detectar cualquier signo de cambio en el estado del volcán.
El equipo utiliza drones para supervisar los cambios en el terreno, su topografía y recoger imágenes de alta resolución. Los resultados pueden utilizarse antes, durante y después de una erupción para mantener registros y planificar la respuesta de emergencia o los esfuerzos de rescate. Trabajar con drones para monitorear un volcán es más seguro que visitar manualmente el lugar a pie, y permite a los científicos equilibrar la seguridad con la necesidad de obtener datos.
Detalles del proyecto
| Ubicación | Islas Canarias, España |
| Usuario | IGN |
| Hardware: Phantom 4 | |
| Software: PIX4Dcloud | |
| Total de imágenes recogidas 428 (volcán) y 625 (costa) |
¿Cómo se puede cartografiar un volcán con drones?
La erupción de La Palma fue dramática, arrojando lava hasta 500 metros de altura en el cielo y la columna eruptiva alcanzó entre 5 y 7 km sobre el nivel del mar. El flujo de lava del volcán atravesó la isla, destruyendo edificios y plantaciones, lo que obligó a miles de residentes a evacuar sus hogares, dejar atrás la mayoría de sus pertenencias y, para muchos, sus medios de vida. El equipo del IGN estuvo en el lugar de la erupción y siguió todo el proceso desde el principio hasta que se declaró el fin de la erupción 85 días después. Tenían varias misiones:
- Durante la erupción, el equipo mapeó los flujos de lava y la costa para ver la extensión de los flujos de lava y la creación del terreno.
- El IGN tenía que estimar los volúmenes y la superficie del nuevo terreno.
- Por último, los vulcanólogos planeaban obtener un modelo 3D del cono volcánico. Esto serviría para analizar el volcán, comprender su evolución y ser un modelo final para el final de la erupción.
Mapear un volcán con drones tiene muchos riesgos, ya que la lava se mueve rápidamente y puede atrapar a los pilotos si no están atentos. Otro problema es que los volcanes no sólo producen lava, sino también flujos piroclásticos y gases tóxicos. Los penachos de una sustancia que parece gas pueden ser, en realidad, roca vaporizada o materia terrestre, que es una combinación de materiales sólidos y gaseosos, algo similar a lo que le ocurrió a la ciudad de Pompeya, cerca del volcán Vesubio en Italia. Al cartografiar el volcán con drones, el equipo tuvo que evitar cuidadosamente cualquier salida de gas por el volcán o las corrientes de lava, ya que podrían perderlo.
Medición de una erupción volcánica con fotogrametría
El IGN está asociado con Copernicus, que colabora en la monitorización del GNSS, la tectónica, los cambios magnéticos y los terremotos en toda España. En este caso de uso, el IGN utilizó PIX4Dcloud para obtener resultados rápidos y precisos que pudieran compartirse fácilmente con el equipo de Madrid y con Copernicus.
PIX4Dcloud, como su nombre indica, es una plataforma de fotogrametría basada en la nube que permite crear resultados en 2D y 3D a partir de imágenes. El equipo utilizó drones para mapear el flujo de lava, que medía 1.200 hectáreas, y subió las imágenes a PIX4Dcloud. A partir de ahí pudieron crear ortomosaicos en 2D y una nube de puntos en 3D que representaba con precisión el flujo de lava. La erupción destruyó 1.500 casas, y los resultados de PIX4Dcloud pudieron compararse con mapas anteriores para comprobar el impacto de la erupción utilizando la función de comparación 2D.
El propio cono volcánico se midió en PIX4Dcloud y se confirmó que tenía 200 metros de altura. Aquí es donde las columnas de gas eran más altas y más difíciles de evitar, por lo que sólo realizaron un vuelo durante la erupción para minimizar el riesgo de perder el dron. Luego, una vez terminada la erupción, volvieron a medirlo para tener un registro final.
Ventajas de la fotogrametría en la respuesta a emergencias
PIX4Dcloud fue una solución ideal para este proyecto por su facilidad para compartir. El procesamiento fue rápido y se puede acceder al proyecto final desde cualquier lugar, especialmente para coordinarse con Copérnico o la sede del IGN en Madrid.
"Trabajar con Pix4D fue la clave para obtener mapas y modelos 3D con la suficiente rapidez y sin necesidad de tener un potente PC procesando todo el día in situ. Además, el uso de la nube nos ayudó a compartir la información con otros grupos científicos y con los responsables de emergencias." - Meletlidis Stavros, vulcanólogo del IGN
El procesamiento automatizado también ahorró tiempo al equipo, ya que simplemente podían subir las imágenes y recibir una notificación de que los resultados estaban listos. El esfuerzo del vuelo podía mostrarse fácilmente con los resultados de la fotogrametría. Las imágenes de alta resolución fueron recursos valiosos para coordinar la respuesta local al volcán, y ayudaron a recopilar datos que no se podían ver con las imágenes de satélite. La erupción creó su propio sistema meteorológico al que el dron pudo moverse y adaptarse. Gracias al trabajo con drones y a la fotogrametría, el IGN pudo obtener datos y resultados precisos al tiempo que priorizaba su propia seguridad.
