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Monitoreo de Volcanes a largo plazo

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Un estudio de campo

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La vigilancia de la actividad volcánica es una cuestión importante en la mitigación de los peligros naturales. Recientemente, la mayoría de los problemas fatales se produjeron en los volcanes de baja energía y actividad moderada, lo que los convierte en lugares turísticos atractivos (por ejemplo, la erupción del Monte Ontake de 2014 en Japón). Para este tipo de volcanes, la vigilancia implica mediciones multifísicas en redes densas. Las redes distribuidas de sensores deben adaptarse fácilmente al estado evolutivo del volcán y a la aparición de nuevas zonas activas como las fumarolas o el alto flujo de calor en el suelo.

El equipo de Geociencias de Rennes, una unidad de investigación mixta entre la Universidad de Rennes y el CNRS (UMR-6118), ha estado llevando a cabo experimentos de vigilancia en el volcán La Grande Soufrière durante los últimos 15 años. La Grande Soufrière está situada en Guadalupe, una región francesa de ultramar situada en el sur del Mar Caribe

En respuesta a la recuperación de la actividad del volcán desde 2014, el laboratorio de Geociencias decidió aumentar su capacidad de vigilancia en la parte superior del domo de lava mediante el despliegue de una red de sensores (por ejemplo, Pt100 en las fumarolas, geófonos sísmicos 1D y 3D, termopares en el suelo, sensor de presión y Pt100 en el lago de ácido hirviente). La experiencia positiva anterior del equipo con la e.series de Gantner Instruments (e.reader, e.pac y e.bloxx) les llevó a conservar la Q.series para desarrollar su nueva red de adquisición

La figura 1 es un sinóptico de la red básica en funcionamiento desde 2015: una estación Q.station 101 junto con múltiples módulos Q.bloxx A108 y A107 distribuidos en tres buses RS485. Las turbinas eólicas y las unidades fotovoltaicas proporcionan energía eléctrica a la red. Un enlace Wi-Fi de largo alcance se utiliza para transmitir los datos al observatorio del volcán situado a 10 km de distancia. Se utiliza una antena GPS para sincronizar la estación Q., lo que es particularmente crucial porque se necesita una sincronización temporal precisa para correlacionar los datos sísmicos adquiridos con los geófonos conectados a los módulos A108. Debido a su versatilidad, los módulos A107 se utilizan en las zonas más activas donde se realizan mediciones multifísicas con sensores resistivos, de voltaje o de corriente. La flexibilidad de los módulos A107 permite al IPGP hacer pruebas utilizando sus prototipos de sensores en la campaña de mediciones

Las condiciones ambientales en la cima del volcán son muy duras. Las principales dificultades son las fuertes lluvias tropicales (8.000 mm por año), los fuertes vientos, las tormentas eléctricas y los gases ácidos emitidos por las fumarolas. A pesar de estas duras condiciones, los sistemas de Gantner Instruments permanecen operativos casi todo el tiempo. Los sistemas están protegidos mediante una técnica de "caja doble". La primera caja del exterior se utiliza para protegerse de las fuertes lluvias y el viento. Las condiciones en el interior de este contenedor corresponden aproximadamente al IP62, excepto por los gases ácidos presentes. En la primera caja se coloca un estuche Pelican, que contiene el sistema DAQ y protege contra la humedad y los gases ácidos

El laboratorio de Geociencias está mejorando actualmente su red de adquisición mediante la instalación de varias estaciones Q.en diferentes lugares alrededor del volcán. Esta solución reduce las longitudes de las líneas RS-485 que parecen sensibles a los rayos y la sincronización de tiempo del GPS proporciona una base de tiempo común para todos los datos de medición.

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