La ceniza volcánica consiste en fragmentos de roca, minerales y vidrio volcánico , creados durante las erupciones volcánicas y que miden menos de 2 mm (0.079 pulgadas) de diámetro. [1] El término ceniza volcánica también se utiliza a menudo de forma vaga para referirse a todos los productos de erupción explosiva (correctamente denominados tefra ), incluidas las partículas de más de 2 mm. La ceniza volcánica se forma durante erupciones volcánicas explosivas cuando los gases disueltos en el magmaexpandirse y escapar violentamente a la atmósfera. La fuerza de los gases rompe el magma y lo impulsa a la atmósfera, donde se solidifica en fragmentos de roca volcánica y vidrio. La ceniza también se produce cuando el magma entra en contacto con el agua durante las erupciones freatomagmáticas , lo que hace que el agua se convierta explosivamente en vapor y provoque la rotura del magma. Una vez en el aire, las cenizas son transportadas por el viento a miles de kilómetros de distancia.
Debido a su amplia dispersión, las cenizas pueden tener una serie de impactos en la sociedad, incluida la salud humana y animal, la interrupción de la aviación, la interrupción de la infraestructura crítica (por ejemplo, sistemas de suministro de energía eléctrica, telecomunicaciones, redes de agua y aguas residuales, transporte), industrias primarias (por ejemplo, agricultura), edificios y estructuras.
Formación
La ceniza volcánica se forma durante erupciones volcánicas explosivas, erupciones freatomagmáticas y durante el transporte en corrientes de densidad piroclásticas.
Las erupciones explosivas ocurren cuando el magma se descomprime a medida que asciende, lo que permite que los volátiles disueltos (principalmente agua y dióxido de carbono ) se disuelvan en burbujas de gas. [2] A medida que se nuclean más burbujas, se produce una espuma que disminuye la densidad del magma y lo acelera por el conducto. La fragmentación ocurre cuando las burbujas ocupan ~ 70 a 80% en volumen de la mezcla en erupción. [3] Cuando se produce la fragmentación, las burbujas que se expanden violentamente desgarran el magma en fragmentos que son expulsados a la atmósfera donde se solidifican en partículas de ceniza. La fragmentación es un proceso muy eficiente de formación de cenizas y es capaz de generar cenizas muy finas incluso sin la adición de agua. [4]
La ceniza volcánica también se produce durante las erupciones freatomagmáticas. Durante estas erupciones, la fragmentación se produce cuando el magma entra en contacto con cuerpos de agua (como el mar, lagos y marismas), agua subterránea, nieve o hielo. A medida que el magma, que está significativamente más caliente que el punto de ebullición del agua, entra en contacto con el agua, se forma una película de vapor aislante ( efecto Leidenfrost ). [5] Con el tiempo, esta película de vapor colapsará y provocará un acoplamiento directo del agua fría y el magma caliente. Esto aumenta la transferencia de calor que conduce a la rápida expansión del agua y la fragmentación del magma en pequeñas partículas que posteriormente son expulsadas del respiradero volcánico. La fragmentación provoca un aumento en el área de contacto entre el magma y el agua creando un mecanismo de retroalimentación, [5] que conduce a una mayor fragmentación y producción de partículas finas de ceniza.
Las corrientes de densidad piroclástica también pueden producir partículas de ceniza. Estos se producen típicamente por el colapso del domo de lava o el colapso de la columna de erupción . [6] Dentro de las corrientes de densidad piroclásticas, la abrasión de partículas ocurre cuando las partículas interactúan entre sí, lo que resulta en una reducción del tamaño de grano y la producción de partículas de ceniza de grano fino. Además, se pueden producir cenizas durante la fragmentación secundaria de fragmentos de piedra pómez, debido a la conservación del calor dentro del flujo. [7] Estos procesos producen grandes cantidades de cenizas de grano muy fino que se eliminan de las corrientes de densidad piroclásticas en penachos de cenizas de co-ignimbrita.
Las características físicas y químicas de la ceniza volcánica están controladas principalmente por el estilo de erupción volcánica. [8] Los volcanes muestran una variedad de estilos de erupción que están controlados por la química del magma, el contenido de cristales, la temperatura y los gases disueltos del magma en erupción y pueden clasificarse utilizando el índice de explosividad volcánica (VEI) . Erupciones efusivas (VEI 1) de basáltica composición productos <10 5 m 3 de material expulsado, mientras que las erupciones extremadamente explosivas (VEI 5+) de rhyolitic y dacítico composición puede inyectar grandes cantidades (> 10 9 m 3 ) de material expulsado a la atmósfera. Otro parámetro que controla la cantidad de ceniza producida es la duración de la erupción: cuanto más se sostenga la erupción, más ceniza se producirá. Por ejemplo, la segunda fase de las erupciones de 2010 de Eyjafjallajökull se clasificó como VEI 4 a pesar de una modesta columna de erupción de 8 km de altura, pero la erupción continuó durante un mes, lo que permitió que un gran volumen de cenizas fuera expulsado a la atmósfera.
Propiedades
Químico
Los tipos de minerales presentes en la ceniza volcánica dependen de la química del magma del que hizo erupción. Teniendo en cuenta que los elementos más abundantes que se encuentran en el magma de silicato son el silicio y el oxígeno , los diversos tipos de magma (y por lo tanto cenizas) producidos durante las erupciones volcánicas se explican más comúnmente en términos de su contenido de sílice. Las erupciones de basalto de baja energía producen una ceniza de color oscuro característico que contiene ~ 45 a 55% de sílice que generalmente es rica en hierro (Fe) y magnesio (Mg). Las erupciones de riolita más explosivas producen una ceniza félsica con alto contenido de sílice (> 69%), mientras que otros tipos de cenizas con una composición intermedia (p. Ej., Andesita o dacita ) tienen un contenido de sílice entre 55 y 69%.
Los principales gases liberados durante la actividad volcánica son agua , dióxido de carbono , dióxido de azufre , hidrógeno , sulfuro de hidrógeno , monóxido de carbono y cloruro de hidrógeno . [9] Estos metales y gases de azufre y halógenos se eliminan de la atmósfera mediante procesos de reacción química, deposición seca y húmeda y por adsorción en la superficie de cenizas volcánicas.
Se ha reconocido desde hace mucho tiempo que una variedad de compuestos de sulfato y haluro (principalmente cloruro y fluoruro ) se movilizan fácilmente a partir de cenizas volcánicas frescas. [10] [11] [12] Se considera más probable que estas sales se formen como consecuencia de la rápida disolución ácida de las partículas de ceniza dentro de las columnas de erupción , que se cree que suministran los cationes involucrados en la deposición de las sales de sulfato y haluro .
Aunque se han reportado unas 55 especies iónicas en lixiviados de ceniza fresca , [9] las especies más abundantes que se encuentran habitualmente son los cationes Na + , K + , Ca 2+ y Mg 2+ y los aniones Cl - , F - y SO 4 2 - . [9] [12] Las relaciones molares entre los iones presentes en los lixiviados sugieren que en muchos casos estos elementos están presentes como sales simples como NaCl y CaSO 4 . [9] [13] [14] [15] En un experimento de lixiviación secuencial de cenizas de la erupción del monte St. Helens en 1980 , se descubrió que las sales de cloruro eran las más fácilmente solubles, seguidas de las sales de sulfato [13] Los compuestos de fluoruro son en general, sólo escasamente soluble (por ejemplo, CaF 2 , MgF 2 ), con la excepción de las sales de fluoruro de metales alcalinos y compuestos tales como hexafluorosilicato de calcio (CaSiF 6 ). [16] El pH de los lixiviados de ceniza fresca es muy variable, dependiendo de la presencia de un gas condensado ácido (principalmente como consecuencia de los gases SO 2 , HCl y HF en el penacho de erupción) en la superficie de la ceniza.
La estructura sólida cristalina de las sales actúa más como aislante que como conductor . [17] [18] [19] [20] Sin embargo, una vez que las sales se disuelven en una solución por una fuente de humedad (por ejemplo, niebla, neblina, lluvia ligera, etc.), la ceniza puede volverse corrosiva y conductora de electricidad. Un estudio reciente ha demostrado que la conductividad eléctrica de la ceniza volcánica aumenta con (1) el aumento del contenido de humedad, (2) el aumento del contenido de sal soluble y (3) el aumento de la compactación (densidad aparente). [20] La capacidad de las cenizas volcánicas para conducir la corriente eléctrica tiene implicaciones importantes para los sistemas de suministro de energía eléctrica.
Físico
Componentes
Las partículas de ceniza volcánica que hacen erupción durante las erupciones magmáticas están compuestas por varias fracciones de partículas vítreas (vítreas, no cristalinas), cristalinas o líticas (no magmáticas). Las cenizas producidas durante las erupciones magmáticas de baja viscosidad (p. Ej., Erupciones basálticas de Hawai y estrombol ) producen una variedad de piroclastos diferentes que dependen del proceso eruptivo. Por ejemplo, la ceniza recolectada de las fuentes de lava hawaianas consiste en piroclastos de sideromelano (vidrio basáltico marrón claro) que contienen microlitos (pequeños cristales de enfriamiento, que no deben confundirse con el mineral raro microlito ) y fenocristales . Las erupciones de basalto ligeramente más viscosas (p. Ej., Estrombolianas) forman una variedad de piroclastos, desde gotitas de sideromelano irregulares hasta taquilita en bloque (piroclastos microcristalinos de color negro a marrón oscuro). Por el contrario, la mayoría de las cenizas con alto contenido de sílice (por ejemplo, riolita) consiste en productos pulverizados de piedra pómez (fragmentos vítreos), fenocristales individuales (fracción cristalina) y algunos fragmentos líticos ( xenolitos ). [21]
La ceniza generada durante las erupciones freáticas consiste principalmente en fragmentos líticos y minerales alterados hidrotermalmente, comúnmente en una matriz de arcilla. Las superficies de las partículas a menudo se recubren con agregados de cristales de zeolita o arcilla y solo quedan texturas relictas para identificar los tipos de piroclásticos. [21]
Morfología
La morfología (forma) de la ceniza volcánica está controlada por una plétora de diferentes procesos eruptivos y cinemáticos. [21] [22] Las erupciones de magmas de baja viscosidad (p. Ej., Basalto) suelen formar partículas en forma de gota. Esta forma de gota está, en parte, controlada por la tensión superficial , la aceleración de las gotas después de que salen del respiradero y la fricción del aire. Las formas van desde esferas perfectas hasta una variedad de gotitas alargadas y retorcidas con superficies suaves y fluidas. [22]
La morfología de las cenizas de las erupciones de magmas de alta viscosidad (p. Ej., Riolita, dacita y algunas andesitas) depende principalmente de la forma de las vesículas en el magma ascendente antes de la desintegración. Las vesículas se forman por la expansión del gas magmático antes de que el magma se solidifique. Las partículas de ceniza pueden tener diversos grados de vesicularidad y las partículas vesiculares pueden tener relaciones de área superficial a volumen extremadamente altas. [21] Las concavidades, depresiones y tubos que se observan en la superficie del grano son el resultado de paredes de vesículas rotas. [22] Las partículas de ceniza vítrica de erupciones de magma de alta viscosidad son típicamente fragmentos pómeros vesiculares angulares o fragmentos delgados de pared de vesículas, mientras que los fragmentos líticos en cenizas volcánicas son típicamente equidistantes, o angulares a subredondeados. La morfología lítica en las cenizas generalmente está controlada por las propiedades mecánicas de la roca de la pared que se rompe por el desprendimiento o la expansión explosiva de los gases en el magma cuando llega a la superficie.
La morfología de las partículas de ceniza de las erupciones freatomagmáticas está controlada por tensiones dentro del magma frío que dan como resultado la fragmentación del vidrio para formar pequeñas partículas de ceniza de vidrio en forma de bloques o piramidales. [21] La forma y densidad de las vesículas sólo juegan un papel menor en la determinación de la forma del grano en las erupciones freatomagmáticas. En este tipo de erupción, el magma ascendente se enfría rápidamente al entrar en contacto con el suelo o el agua superficial. Las tensiones dentro del magma "apagado" provocan la fragmentación en cinco tipos de forma de piroclásticos dominantes: (1) bloque y equidistante; (2) vesicular e irregular con superficies lisas; (3) musgo y enrevesado; (4) esféricos o en forma de gota; y (5) en forma de placa.
Densidad
La densidad de las partículas individuales varía con las diferentes erupciones. La densidad de la ceniza volcánica varía entre 700–1200 kg / m 3 para piedra pómez, 2350–2450 kg / m 3 para fragmentos de vidrio, 2700–3300 kg / m 3 para cristales y 2600–3200 kg / m 3 para partículas líticas. [23] Dado que las partículas más gruesas y densas se depositan cerca de la fuente, los fragmentos de vidrio fino y piedra pómez están relativamente enriquecidos en depósitos de cenizas en ubicaciones distales. [24] La alta densidad y dureza (~ 5 en la escala de dureza de Mohs ) junto con un alto grado de angularidad, hacen que algunos tipos de cenizas volcánicas (particularmente aquellas con un alto contenido de sílice) sean muy abrasivos.
Tamaño de grano
La ceniza volcánica consiste en partículas (piroclastos) con diámetros <2 mm (las partículas> 2 mm se clasifican como lapilli), [1] y pueden ser tan finas como 1 μm. [8] La distribución general del tamaño de grano de la ceniza puede variar mucho con las diferentes composiciones de magma. Se han hecho pocos intentos para correlacionar las características del tamaño de grano de un depósito con las del evento que lo produjo, aunque se pueden hacer algunas predicciones. Los magmas riolíticos generalmente producen material de grano más fino en comparación con los magmas basálticos, debido a la mayor viscosidad y, por lo tanto, a la explosividad. Las proporciones de ceniza fina son más altas para las erupciones explosivas silícicas, probablemente porque el tamaño de las vesículas en el magma pre-eruptivo es menor que en los magmas máficos. [1] Existe buena evidencia de que los flujos piroclásticos producen altas proporciones de ceniza fina por comunión y es probable que este proceso también ocurra dentro de los conductos volcánicos y sea más eficiente cuando la superficie de fragmentación del magma está muy por debajo del cráter de la cumbre. [1]
Dispersión
Las partículas de ceniza se incorporan a las columnas de erupción a medida que se expulsan del respiradero a gran velocidad. El impulso inicial de la erupción impulsa la columna hacia arriba. A medida que se introduce aire en la columna, la densidad aparente disminuye y comienza a elevarse con fuerza hacia la atmósfera. [6] En un punto donde la densidad aparente de la columna es la misma que la de la atmósfera circundante, la columna dejará de ascender y comenzará a moverse lateralmente. La dispersión lateral está controlada por los vientos predominantes y la ceniza puede depositarse a cientos o miles de kilómetros del volcán, dependiendo de la altura de la columna de erupción, el tamaño de las partículas de la ceniza y las condiciones climáticas (especialmente la dirección y la fuerza del viento y la humedad). [25]
La lluvia de cenizas ocurre inmediatamente después de la erupción y está controlada por la densidad de partículas. Inicialmente, las partículas gruesas caen cerca de la fuente. A esto le sigue la lluvia de lapilli de acreción , que es el resultado de la aglomeración de partículas dentro de la columna. [26] La lluvia de cenizas está menos concentrada durante las etapas finales a medida que la columna se mueve a favor del viento. Esto da como resultado un depósito de caída de ceniza que generalmente disminuye en grosor y tamaño de grano de manera exponencial al aumentar la distancia del volcán. [27] Las partículas finas de ceniza pueden permanecer en la atmósfera durante días o semanas y ser dispersadas por los vientos de gran altitud. Estas partículas pueden impactar en la industria de la aviación (consulte la sección de impactos) y, combinadas con partículas de gas, pueden afectar el clima global.
Los penachos de ceniza volcánica se pueden formar por encima de las corrientes de densidad piroclásticas, estos se denominan penachos de co-ignimbrita. A medida que las corrientes de densidad piroclásticas se alejan del volcán, las partículas más pequeñas se eliminan del flujo por elutriación y forman una zona menos densa que recubre el flujo principal. Esta zona luego arrastra el aire circundante y se forma una pluma de co-ignimbrita flotante. Estos penachos tienden a tener concentraciones más altas de partículas finas de ceniza en comparación con los penachos de erupción magmática debido a la abrasión dentro de la corriente de densidad piroclástica. [1]
Impactos
Introducción
El crecimiento de la población ha provocado la invasión progresiva del desarrollo urbano hacia áreas de mayor riesgo, más cercanas a los centros volcánicos, aumentando la exposición humana a los eventos de caída de ceniza volcánica.
La infraestructura es fundamental para apoyar a las sociedades modernas, particularmente en las áreas urbanas, donde las altas densidades de población crean una gran demanda de servicios. Estas redes y sistemas de infraestructura apoyan la vida urbana y brindan servicios esenciales de los que dependemos para nuestra salud , educación , transporte y redes sociales. Las redes y los servicios de infraestructura respaldan una variedad de instalaciones en una amplia gama de sectores. [28]
Los eventos de caída de ceniza volcánica pueden alterar o dañar la infraestructura de la que depende la sociedad. Varias erupciones recientes han ilustrado la vulnerabilidad de áreas urbanas que recibieron solo unos pocos milímetros o centímetros de ceniza volcánica. [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] Esto ha sido suficiente para causar interrupciones en los sistemas de transporte, electricidad , agua , alcantarillado y aguas pluviales . Se han incurrido en costos por interrupción del negocio, reemplazo de piezas dañadas y pérdidas aseguradas. Los impactos de la caída de ceniza en la infraestructura crítica también pueden causar múltiples efectos colaterales, que pueden interrumpir muchos sectores y servicios diferentes.
La caída de ceniza volcánica es física, social y económicamente perjudicial. La ceniza volcánica puede afectar tanto áreas próximas como áreas a muchos cientos de kilómetros de la fuente, y causa interrupciones y pérdidas en una amplia variedad de sectores de infraestructura diferentes. Los impactos dependen de: el espesor de la caída de ceniza; la duración de la caída de cenizas; el tamaño de grano y la química de la ceniza; si la ceniza está húmeda o seca; y cualquier medida de preparación , manejo y prevención (mitigación) empleada para reducir los efectos de la caída de cenizas. Los diferentes sectores de la infraestructura y la sociedad se ven afectados de diferentes maneras y son vulnerables a una variedad de impactos o consecuencias. Estos son discutidos en las siguientes secciones.
Sectores de infraestructura
Electricidad
La ceniza volcánica puede causar interrupciones en los sistemas de suministro de energía eléctrica en todos los niveles de generación, transformación, transmisión y distribución de energía. Hay cuatro impactos principales derivados de la contaminación por cenizas de los aparatos utilizados en el proceso de suministro de energía: [36]
- Los depósitos húmedos de ceniza en los aisladores de alto voltaje pueden iniciar una fuga de corriente (una pequeña cantidad de corriente que fluye a través de la superficie del aislante) que, si se logra suficiente corriente, puede causar un 'flashover' (la descarga eléctrica no intencionada alrededor o sobre la superficie de un aislante). material).
Si la corriente de cortocircuito resultante es lo suficientemente alta como para disparar el disyuntor , se producirá una interrupción del servicio. La descarga disruptiva inducida por cenizas a través del aislamiento del transformador (bujes) puede quemar, grabar o agrietar el aislamiento de manera irreparable y probablemente resultará en la interrupción del suministro de energía.
- La ceniza volcánica puede erosionar, picar y socavar los aparatos metálicos, en particular las piezas móviles como las turbinas de agua y de viento y los ventiladores de refrigeración de los transformadores o centrales térmicas.
- La alta densidad aparente de algunos depósitos de ceniza puede provocar la rotura de la línea y dañar las torres de acero y los postes de madera debido a la carga de cenizas. Esto es más peligroso cuando las cenizas y / o las líneas y estructuras están mojadas (por ejemplo, por lluvia) y ha habido una caída de ceniza ≥10 mm. La ceniza de grano fino (p. Ej., <0,5 mm de diámetro) se adhiere más fácilmente a las líneas y estructuras. La ceniza volcánica también puede cargar la vegetación que sobresale, haciendo que caiga sobre las líneas. La acumulación de nieve y hielo en las líneas y la vegetación que sobresale aumenta aún más el riesgo de rotura o colapso de las líneas y otros accesorios.
- Interrupciones controladas de puntos de conexión vulnerables (por ejemplo, subestaciones ) o circuitos hasta que la caída de ceniza haya disminuido o para la limpieza sin energía del equipo.
Abastecimiento de agua potable
Después de una erupción, es muy común que el público tenga miedo de la contaminación química de los suministros de agua. Sin embargo, en general, los impactos físicos de una caída de ceniza tenderán a superar los problemas causados por la liberación de contaminantes químicos de las cenizas volcánicas frescas. Los impactos varían según el tipo de sistema de tratamiento.
Grandes plantas de tratamiento de agua
Los sistemas alimentados con agua subterránea son resistentes a los impactos de la caída de ceniza, aunque la ceniza en el aire puede interferir con el funcionamiento de las bombas de boca de pozo. Los cortes de electricidad causados por la caída de cenizas también pueden interrumpir las bombas eléctricas si no hay generación de respaldo.
Para las fuentes de agua superficial como lagos y embalses, el volumen disponible para la dilución de especies iónicas lixiviadas de las cenizas es generalmente grande. Los componentes más abundantes de los lixiviados de ceniza (Ca, Na, Mg, K, Cl, F y SO 4 ) se encuentran de forma natural en concentraciones significativas en la mayoría de las aguas superficiales y, por lo tanto, no se ven muy afectados por los aportes de la caída de cenizas volcánicas, y también son poco preocupantes. en el agua potable, con la posible excepción del flúor . Los elementos hierro , manganeso y aluminio se enriquecen comúnmente sobre los niveles de fondo por la caída de ceniza volcánica. Estos elementos pueden impartir un sabor metálico al agua y pueden producir manchas rojas, marrones o negras en la vajilla blanca, pero no se consideran un riesgo para la salud. No se sabe que las precipitaciones de cenizas volcánicas hayan causado problemas en el suministro de agua para oligoelementos tóxicos como el mercurio (Hg) y el plomo (Pb) que se encuentran en niveles muy bajos en los lixiviados de cenizas.
Otro punto a tener en cuenta es que el tratamiento del agua potable normalmente implica la adición de productos químicos de tratamiento como el sulfato de aluminio o el cloruro férrico como floculantes , cal para ajustar el pH, cloro para desinfectar y compuestos de fluoruro para la salud dental.
Los impactos físicos de la caída de ceniza pueden afectar el funcionamiento de las plantas de tratamiento de agua. La ceniza puede bloquear las estructuras de admisión, causar daños severos por abrasión a los impulsores de la bomba y sobrecargar los motores de la bomba. Muchas plantas de tratamiento de agua tienen un paso de coagulación / floculación inicial que se ajusta automáticamente a la turbidez (el nivel de sólidos en suspensión, medido en unidades nefelométricas de turbidez ) en el agua entrante. En la mayoría de los casos, los cambios en la turbidez causados por las partículas de ceniza en suspensión estarán dentro del rango de operación normal de la planta y pueden manejarse satisfactoriamente ajustando la adición de coagulante. Es más probable que la caída de ceniza cause problemas a las plantas que no están diseñadas para altos niveles de turbidez y que pueden omitir el tratamiento de coagulación / floculación. Las cenizas pueden ingresar a los sistemas de filtración, como los filtros de arena abiertos, tanto por lluvia radiactiva directa como a través de las aguas de admisión. En la mayoría de los casos, se requerirá un mayor mantenimiento para manejar los efectos de una caída de ceniza, pero no habrá interrupciones del servicio.
El paso final del tratamiento del agua potable es la desinfección para garantizar que el agua potable final esté libre de microorganismos infecciosos. Dado que las partículas en suspensión (turbidez) pueden proporcionar un sustrato de crecimiento para los microorganismos y pueden protegerlos del tratamiento de desinfección, es extremadamente importante que el proceso de tratamiento del agua logre un buen nivel de eliminación de las partículas en suspensión.
Pequeños sistemas de tratamiento
Muchas comunidades pequeñas obtienen su agua potable de diversas fuentes (lagos, arroyos, manantiales y pozos de agua subterránea). Los niveles de tratamiento varían ampliamente, desde sistemas rudimentarios con cribado grueso o sedimentación seguidos de desinfección (generalmente cloración), hasta sistemas más sofisticados que utilizan un paso de filtración. A menos que se utilice una fuente de alta calidad, como agua subterránea segura, es poco probable que la desinfección por sí sola garantice que el agua potable esté a salvo de protozoos como Giardia y Cryptosporidium , que son relativamente resistentes a los desinfectantes estándar y que requieren pasos de eliminación adicionales como la filtración.
Es probable que la caída de cenizas volcánicas tenga efectos importantes en estos sistemas. La ceniza obstruirá las estructuras de admisión, causará daños por abrasión en las bombas y bloqueará las tuberías, asentará los estanques y abrirá los filtros. Es muy probable que los altos niveles de turbidez interfieran con el tratamiento de desinfección y es posible que sea necesario ajustar las dosis para compensar. Es fundamental monitorear los residuos de cloro en el sistema de distribución.
Suministros de agua de lluvia
Muchos hogares y algunas comunidades pequeñas dependen del agua de lluvia para su abastecimiento de agua potable. Los sistemas alimentados por el techo son altamente vulnerables a la contaminación por caída de ceniza, ya que tienen una gran superficie en relación con el volumen del tanque de almacenamiento. En estos casos, la lixiviación de contaminantes químicos de la caída de ceniza puede convertirse en un riesgo para la salud y no se recomienda beber agua. Antes de una caída de ceniza, las bajantes deben desconectarse para proteger el agua del tanque. Otro problema es que el revestimiento superficial de ceniza volcánica fresca puede ser ácido. A diferencia de la mayoría de las aguas superficiales, el agua de lluvia generalmente tiene una alcalinidad muy baja (capacidad de neutralización de ácidos) y, por lo tanto, la caída de ceniza puede acidificar las aguas del tanque. Esto puede dar lugar a problemas de plomosolvencia , por lo que el agua es más agresiva con los materiales con los que entra en contacto. Esto puede ser un problema particular si se usan clavos con cabeza de plomo o tapajuntas de plomo en el techo, y para tuberías de cobre y otros accesorios de plomería metálicos.
Demanda de agua
Durante los eventos de caída de ceniza, comúnmente se imponen grandes demandas a los recursos hídricos para la limpieza y puede resultar en escasez. La escasez compromete servicios clave como la extinción de incendios y puede provocar la falta de agua para la higiene, el saneamiento y la bebida. Las autoridades municipales deben monitorear y administrar esta demanda de agua cuidadosamente, y es posible que deban aconsejar al público que utilice métodos de limpieza que no utilicen agua (por ejemplo, limpiar con escobas en lugar de mangueras).
Tratamiento de aguas residuales
Las redes de aguas residuales pueden sufrir daños similares a los de las redes de suministro de agua. Es muy difícil excluir las cenizas del sistema de alcantarillado. Los sistemas con líneas combinadas de aguas pluviales / alcantarillado corren mayor riesgo. La ceniza ingresará a las líneas de alcantarillado donde hay entrada / infiltración de aguas pluviales a través de conexiones ilegales (por ejemplo, desde las bajantes del techo), conexiones cruzadas, alrededor de las tapas de alcantarillado o a través de orificios y grietas en las tuberías de alcantarillado.
Es probable que las aguas residuales cargadas de ceniza que ingresen a una planta de tratamiento causen fallas en el equipo mecánico de preselección, como pantallas escalonadas o pantallas giratorias. La ceniza que penetra más en el sistema se asentará y reducirá la capacidad de los reactores biológicos, además de aumentar el volumen de lodos y cambiar su composición.
Aeronave
El principal daño sufrido por los aviones que vuelan hacia una nube de ceniza volcánica es la abrasión de las superficies orientadas hacia adelante, como el parabrisas y los bordes de ataque de las alas, y la acumulación de cenizas en las aberturas de la superficie, incluidos los motores. La abrasión de los parabrisas y las luces de aterrizaje reducirá la visibilidad y obligará a los pilotos a confiar en sus instrumentos. Sin embargo, algunos instrumentos pueden proporcionar lecturas incorrectas ya que los sensores (por ejemplo, tubos de Pitot ) pueden bloquearse con cenizas. La ingestión de cenizas en los motores causa daños por abrasión en las aspas del ventilador del compresor. La ceniza erosiona las cuchillas afiladas del compresor, lo que reduce su eficiencia. La ceniza se derrite en la cámara de combustión para formar vidrio fundido. La ceniza luego se solidifica en las palas de la turbina, bloqueando el flujo de aire y provocando que el motor se detenga.
La composición de la mayoría de las cenizas es tal que su temperatura de fusión está dentro de la temperatura de funcionamiento (> 1000 ° C) de los grandes motores a reacción modernos . [37] El grado de impacto depende de la concentración de cenizas en la columna, el tiempo que la aeronave pasa dentro de la columna y las acciones tomadas por los pilotos. Fundamentalmente, la fusión de las cenizas, particularmente el vidrio volcánico, puede resultar en la acumulación de cenizas resolidificadas en las paletas de guía de la tobera de la turbina, lo que resulta en la parada del compresor y la pérdida completa del empuje del motor. [38] El procedimiento estándar del sistema de control del motor cuando detecta una posible pérdida es aumentar la potencia, lo que agravaría el problema. Se recomienda que los pilotos reduzcan la potencia del motor y salgan rápidamente de la nube realizando un giro descendente de 180 °. [38] Los gases volcánicos, que están presentes dentro de las nubes de cenizas, también pueden dañar los motores y los parabrisas de acrílico, aunque este daño puede no aparecer durante muchos años.
Ocurrencia
Hay muchos casos de daños en aviones a reacción como resultado de un encuentro con cenizas. El 24 de junio de 1982, un Boeing 747-236B ( Vuelo 9 ) de British Airways atravesó la nube de cenizas de la erupción del monte Galunggung , Indonesia , lo que provocó la falla de los cuatro motores. El avión descendió 7.300 m (24.000 pies) en 16 minutos antes de que se reiniciaran los motores, lo que permitió que la aeronave hiciera un aterrizaje de emergencia. El 15 de diciembre de 1989, un Boeing 747-400 de KLM ( Vuelo 867 ) también perdió potencia en los cuatro motores después de volar hacia una nube de cenizas desde Mount Redoubt , Alaska . Después de caer 14.700 pies (4.500 m) en cuatro minutos, los motores se pusieron en marcha solo uno o dos minutos antes del impacto. El daño total fue de 80 millones de dólares y se necesitaron 3 meses de trabajo para reparar el avión. [37] En la década de 1990, aviones comerciales (algunos en el aire, otros en tierra) sufrieron daños adicionales por 100 millones de dólares estadounidenses como consecuencia de la erupción del monte Pinatubo en las Filipinas en 1991 . [37]
En abril de 2010, el espacio aéreo de toda Europa se vio afectado, con muchos vuelos cancelados -lo cual no tenía precedentes- debido a la presencia de ceniza volcánica en la atmósfera superior de la erupción del volcán islandés Eyjafjallajökull . [39] El 15 de abril de 2010, la Fuerza Aérea finlandesa detuvo los vuelos de entrenamiento cuando se encontraron daños por la ingestión de polvo volcánico por los motores de uno de sus cazas Boeing F-18 Hornet . [40] El 22 de abril de 2010, los vuelos de entrenamiento del Reino Unido RAF Typhoon también se suspendieron temporalmente después de que se encontraron depósitos de ceniza volcánica en los motores de un avión. [41] En junio de 2011, hubo cierres similares de espacio aéreo en Chile, Argentina, Brasil, Australia y Nueva Zelanda, luego de la erupción de Puyehue-Cordón Caulle , Chile .
Detección
Las nubes de cenizas volcánicas son muy difíciles de detectar desde un avión, ya que no existen instrumentos de cabina a bordo para detectarlas. Sin embargo, el Dr. Fred Prata [42] desarrolló recientemente un nuevo sistema llamado Detector infrarrojo de objetos volcánicos aerotransportados (AVOID) mientras trabajaba en CSIRO Australia [43] y en el Instituto Noruego de Investigación Aérea , que permitirá a los pilotos detectar columnas de ceniza. a 60 km (37 millas) adelante y vuele con seguridad alrededor de ellos. [44] El sistema utiliza dos cámaras infrarrojas de muestreo rápido, montadas en una superficie orientada hacia adelante, que están sintonizadas para detectar cenizas volcánicas. Este sistema puede detectar concentraciones de cenizas de <1 mg / m 3 a> 50 mg / m 3 , dando a los pilotos una advertencia de aproximadamente 7 a 10 minutos. [44] La cámara fue probada [45] [46] por la compañía aérea easyJet , [47] AIRBUS y Nicarnica Aviation (cofundada por el Dr. Fred Prata). Los resultados mostraron que el sistema podría funcionar a distancias de ~ 60 km y hasta 10,000 pies [48] pero no más altas sin algunas modificaciones significativas.
Además, las imágenes terrestres y satelitales, el radar y el LIDAR se pueden utilizar para detectar nubes de cenizas. Esta información se transmite entre agencias meteorológicas, observatorios volcánicos y compañías aéreas a través de los Centros de Asesoramiento de Cenizas Volcánicas (VAAC) . Hay un VAAC para cada una de las nueve regiones del mundo. Los VAAC pueden emitir avisos que describen la extensión actual y futura de la nube de cenizas.
Sistemas aeroportuarios
La ceniza volcánica no solo afecta las operaciones en vuelo, sino que también puede afectar las operaciones del aeropuerto en tierra. Pequeñas acumulaciones de ceniza pueden reducir la visibilidad, crear pistas y calles de rodaje resbaladizas, infiltrarse en los sistemas eléctricos y de comunicación, interrumpir los servicios terrestres, dañar edificios y aeronaves estacionadas. [49] La acumulación de cenizas de más de unos pocos milímetros requiere la eliminación antes de que los aeropuertos puedan reanudar sus operaciones por completo. La ceniza no desaparece (a diferencia de las nevadas) y debe eliminarse de una manera que evite que sea removilizada por el viento y los aviones.
Transporte de tierra
La ceniza puede interrumpir los sistemas de transporte en grandes áreas durante horas o días, incluidas carreteras y vehículos, ferrocarriles y puertos y transporte marítimo. La caída de ceniza reducirá la visibilidad, lo que puede hacer que la conducción sea difícil y peligrosa. [23] Además, los automóviles que viajan rápidamente levantan cenizas, creando nubes ondulantes que perpetúan los peligros de visibilidad en curso. Las acumulaciones de ceniza disminuirán la tracción, especialmente cuando están mojadas, y cubrirán las marcas de la carretera. [23] La ceniza de grano fino puede infiltrarse en las aberturas de los automóviles y desgastar la mayoría de las superficies, especialmente entre las partes móviles. Los filtros de aire y aceite se bloquearán y requerirán un reemplazo frecuente. El transporte ferroviario es menos vulnerable y las interrupciones se deben principalmente a la reducción de la visibilidad. [23]
El transporte marítimo también puede verse afectado por las cenizas volcánicas. La caída de ceniza bloqueará los filtros de aire y aceite y desgastará cualquier pieza móvil si se ingiere en los motores. La navegación se verá afectada por una reducción de la visibilidad durante la caída de ceniza. La ceniza vesiculada ( piedra pómez y escoria ) flotará en la superficie del agua en "balsas de piedra pómez" que pueden obstruir las tomas de agua rápidamente, lo que provoca un sobrecalentamiento de la maquinaria. [23]
Comunicaciones
Las redes de telecomunicaciones y radiodifusión pueden verse afectadas por las cenizas volcánicas de las siguientes formas: atenuación y reducción de la intensidad de la señal; daño al equipo; y sobrecarga de la red debido a la demanda de los usuarios. La atenuación de la señal debida a la ceniza volcánica no está bien documentada; sin embargo, ha habido informes de comunicaciones interrumpidas después de la erupción de Surtsey de 1969 y la erupción del Monte Pinatubo de 1991. La investigación realizada por Auckland Engineering Lifelines Group, con sede en Nueva Zelanda , determinó teóricamente que los impactos en las señales de telecomunicaciones de las cenizas se limitarían a los servicios de baja frecuencia , como las comunicaciones por satélite . [34] La interferencia de la señal también puede ser causada por rayos, ya que estos se generan con frecuencia dentro de las columnas de erupciones volcánicas. [50]
Los equipos de telecomunicaciones pueden resultar dañados debido a la caída directa de cenizas. La mayoría de los equipos modernos requieren un enfriamiento constante de las unidades de aire acondicionado . Estos son susceptibles de ser bloqueados por las cenizas, lo que reduce su eficiencia de enfriamiento. [51] Las fuertes caídas de ceniza pueden provocar el colapso de las líneas de telecomunicaciones, mástiles, cables, antenas, antenas y torres debido a la carga de cenizas. La ceniza húmeda también puede provocar una corrosión acelerada de los componentes metálicos. [34]
Los informes de erupciones recientes sugieren que la mayor interrupción de las redes de comunicación es la sobrecarga debido a la alta demanda de los usuarios. [23] Esto es común en muchos desastres naturales.
Ordenadores
Las computadoras pueden verse afectadas por la ceniza volcánica, y su funcionalidad y usabilidad disminuyen durante la caída de ceniza, pero es poco probable que fallen por completo. [52] Los componentes más vulnerables son los componentes mecánicos, como ventiladores de refrigeración , unidades de CD , teclados , ratones y almohadillas táctiles . Estos componentes pueden atascarse con cenizas de grano fino haciendo que dejen de funcionar; sin embargo, la mayoría puede volver a funcionar limpiando con aire comprimido. La ceniza húmeda puede causar cortocircuitos eléctricos dentro de las computadoras de escritorio; sin embargo, no afectará a las computadoras portátiles. [52]
Edificios y estructuras
Los daños a edificios y estructuras pueden variar desde el colapso total o parcial del techo hasta daños menos catastróficos de los materiales externos e internos. Los impactos dependen del grosor de la ceniza, ya sea húmeda o seca, el diseño del techo y del edificio y la cantidad de ceniza que ingresa al edificio. El peso específico de la ceniza puede variar significativamente y la lluvia puede aumentarlo entre un 50% y un 100%. [8] Los problemas asociados con la carga de cenizas son similares a los de la nieve; sin embargo, la ceniza es más severa ya que 1) la carga de ceniza es generalmente mucho mayor, 2) la ceniza no se derrite y 3) la ceniza puede obstruir y dañar las canaletas, especialmente después de la lluvia. Los impactos de la carga de cenizas dependen del diseño y la construcción del edificio, incluida la pendiente del techo, los materiales de construcción, la luz del techo y el sistema de soporte, y la antigüedad y el mantenimiento del edificio. [8] Generalmente, los techos planos son más susceptibles a daños y colapsos que los techos con pendiente pronunciada. Los techos hechos de materiales lisos (láminas de metal o vidrio) tienen más probabilidades de arrojar cenizas que los techos hechos con materiales rugosos (paja, asfalto o tejas de madera). El colapso del techo puede provocar lesiones y muertes generalizadas y daños a la propiedad. Por ejemplo, el derrumbe de los techos debido a las cenizas durante la erupción del monte Pinatubo del 15 de junio de 1991 mató a unas 300 personas. [53]
Salud humana y animal
Se sabe que las partículas de ceniza de menos de 10 µm de diámetro suspendidas en el aire son inhalables y las personas expuestas a las cenizas han experimentado molestias respiratorias, dificultad para respirar, irritación de ojos y piel y síntomas de nariz y garganta. [54] La mayoría de estos efectos son a corto plazo y no se considera que representen un riesgo significativo para la salud de quienes no tienen afecciones respiratorias preexistentes . [55] Los efectos sobre la salud de las cenizas volcánicas dependen del tamaño del grano, la composición mineralógica y los recubrimientos químicos de la superficie de las partículas de ceniza. [55] Otros factores relacionados con los posibles síntomas respiratorios son la frecuencia y duración de la exposición, la concentración de cenizas en el aire y la fracción de cenizas respirables; la proporción de ceniza con menos de 10 µm de diámetro, conocida como PM 10 . El contexto social también puede ser importante.
Es posible que se produzcan efectos crónicos en la salud por la caída de cenizas volcánicas, ya que se sabe que la exposición a la sílice cristalina libre causa silicosis . Los minerales asociados con esto incluyen cuarzo , cristobalita y tridimita , que pueden estar presentes en la ceniza volcánica. Estos minerales se describen como sílice "libre", ya que el SiO 2 no está unido a otro elemento para crear un nuevo mineral. Sin embargo, se cree que es poco probable que los magmas que contienen menos del 58% de SiO 2 contengan sílice cristalina. [55]
Los niveles de exposición a la sílice cristalina libre en la ceniza se usan comúnmente para caracterizar el riesgo de silicosis en estudios ocupacionales (para personas que trabajan en minería, construcción y otras industrias) porque está clasificado como carcinógeno humano por la Agencia Internacional para la Investigación. sobre el cáncer . Se han creado valores de referencia para la exposición, pero con una justificación poco clara; Las pautas del Reino Unido para partículas en el aire (PM10) son 50 µg / m 3 y las pautas de EE. UU. Para la exposición a la sílice cristalina son 50 µg / m 3 . [55] Se cree que las directrices sobre niveles de exposición podrían superarse durante breves períodos de tiempo sin efectos importantes para la salud de la población en general. [54]
No se han documentado casos de silicosis desarrollados por la exposición a cenizas volcánicas. Sin embargo, faltan los estudios a largo plazo necesarios para evaluar estos efectos. [55]
Ingestión de cenizas
La ingestión de ceniza puede ser perjudicial para el ganado , causando la abrasión de los dientes, y en casos de alta flúor contenido, el envenenamiento por flúor (tóxicos a niveles de> 100 mg / g) para los animales de pastoreo. [56] Se sabe por la erupción de Laki en 1783 en Islandia que el envenenamiento por flúor ocurrió en humanos y ganado como resultado de la química de la ceniza y el gas, que contenían altos niveles de fluoruro de hidrógeno . Después de las erupciones del Monte Ruapehu de 1995/96 en Nueva Zelanda, dos mil ovejas y corderos murieron después de ser afectados por fluorosis mientras pastaban en tierra con solo 1-3 mm de caída de ceniza. [56] Los síntomas de fluorosis entre el ganado expuesto a las cenizas incluyen manchas de color marrón-amarillo a verde-negro en los dientes e hipersensibilidad a la presión en las patas y la espalda. [57] La ingestión de cenizas también puede causar bloqueos gastrointestinales. [34] Las ovejas que ingirieron ceniza de la erupción volcánica del monte Hudson en Chile en 1991 , sufrieron de diarrea y debilidad.
Otros efectos sobre el ganado
La ceniza que se acumula en la lana de la espalda de las ovejas puede agregar un peso significativo, lo que provoca fatiga y que las ovejas no puedan ponerse de pie. La lluvia puede resultar en una carga significativa ya que agrega peso a las cenizas. [58] Es posible que se desprendan trozos de lana y cualquier lana que quede en las ovejas puede ser inútil, ya que la mala nutrición asociada con las erupciones volcánicas afecta la calidad de la fibra. [58] A medida que los pastos y plantas habituales se cubren de ceniza volcánica durante la erupción, algunos animales pueden recurrir a comer lo que esté disponible, incluidas las plantas tóxicas. [59] Hay informes de cabras y ovejas en Chile y Argentina que han tenido abortos naturales en relación con erupciones volcánicas. [60]
Medio ambiente y agricultura
Las cenizas volcánicas pueden tener un impacto perjudicial en el medio ambiente que puede ser difícil de predecir debido a la gran variedad de condiciones ambientales que existen dentro de la zona de caída de cenizas. Las vías fluviales naturales pueden verse afectadas de la misma manera que las redes urbanas de suministro de agua. La ceniza aumentará la turbidez del agua, lo que puede reducir la cantidad de luz que llega a profundidades más bajas, lo que puede inhibir el crecimiento de plantas acuáticas sumergidas y, en consecuencia, afectar a las especies que dependen de ellas, como peces y mariscos . La alta turbidez también puede afectar la capacidad de las branquias de los peces para absorber el oxígeno disuelto . También se producirá una acidificación, lo que reducirá el pH del agua y afectará a la fauna y la flora que viven en el medio ambiente. La contaminación por fluoruro ocurrirá si la ceniza contiene altas concentraciones de fluoruro.
La acumulación de cenizas también afectará a los pastos, plantas y árboles que forman parte de las industrias de la horticultura y la agricultura . La caída de cenizas delgadas (<20 mm) puede hacer que el ganado deje de comer y puede inhibir la transpiración y la fotosíntesis y alterar el crecimiento. Puede haber un aumento en la producción de pastos debido a un efecto de acolchado y un ligero efecto fertilizante, como ocurrió después de las erupciones del Monte St. Helens en 1980 y del Monte Ruapehu en 1995/96. [61] [62] Las caídas más fuertes enterrarán completamente los pastos y el suelo, lo que provocará la muerte de los pastos y la esterilización del suelo debido a la falta de oxígeno. La supervivencia de las plantas depende del espesor de las cenizas, la química de las cenizas, la compactación de las cenizas, la cantidad de lluvia, la duración del entierro y la longitud de los tallos de las plantas en el momento de la caída de las cenizas. [8] La naturaleza ácida de la ceniza conducirá a niveles elevados de azufre en el suelo y a un pH bajo del suelo, lo que puede reducir la disponibilidad de minerales esenciales y alterar las características del suelo para que los cultivos y las plantas no sobrevivan. La ceniza también afectará a los cultivos herbáceos , como frutas, verduras y cereales. La ceniza puede quemar las plantas y el tejido de los cultivos, reduciendo la calidad, contaminar los cultivos durante la cosecha y dañar las plantas por la carga de cenizas.
Los bosques jóvenes (árboles <2 años) tienen mayor riesgo de caída de ceniza y es probable que sean destruidos por depósitos de ceniza> 100 mm. [63] Es poco probable que la caída de ceniza mate los árboles maduros, pero la carga de ceniza puede romper ramas grandes durante la caída de ceniza pesada (> 500 mm). También puede ocurrir la defoliación de los árboles, especialmente si hay un componente de ceniza gruesa dentro de la caída de ceniza. [8]
La rehabilitación de la tierra después de la caída de cenizas puede ser posible dependiendo del espesor del depósito de cenizas. El tratamiento de rehabilitación puede incluir: siembra directa del depósito; mezcla de depósito con suelo enterrado; raspado del depósito de cenizas de la superficie terrestre; y aplicación de tierra vegetal nueva sobre el depósito de cenizas. [34]
Interdependencia
La infraestructura crítica y los servicios de infraestructura son vitales para la funcionalidad de la sociedad moderna, para proporcionar: atención médica, vigilancia, servicios de emergencia y líneas de vida como agua, aguas residuales y conexiones eléctricas y de transporte. A menudo, las propias instalaciones críticas dependen de tales líneas de vida para su operatividad, lo que las hace vulnerables tanto a los impactos directos de un evento de peligro como a los efectos indirectos de la interrupción de la línea de vida. [64]
Los impactos en las líneas de vida también pueden ser interdependientes . La vulnerabilidad de cada línea de vida puede depender de: el tipo de amenaza, la densidad espacial de sus vínculos críticos, la dependencia de vínculos críticos, la susceptibilidad al daño y la velocidad de restauración del servicio, el estado de reparación o antigüedad, y las características institucionales o propiedad. [28]
La erupción de Eyjafjallajokull en 2010 en Islandia destacó los impactos de la caída de ceniza volcánica en la sociedad moderna y nuestra dependencia de la funcionalidad de los servicios de infraestructura. Durante este evento, la industria de las aerolíneas sufrió pérdidas por interrupción del negocio de 1.500 a 2.500 millones de euros por el cierre del espacio aéreo europeo durante seis días en abril de 2010 y los cierres posteriores en mayo de 2010. [65] También se sabe que la caída de ceniza de este evento ha causado pérdidas de cultivos locales en las industrias agrícolas, pérdidas en la industria del turismo, destrucción de carreteras y puentes en Islandia (en combinación con el deshielo de los glaciares) y costos asociados con la respuesta de emergencia y la limpieza. Sin embargo, en toda Europa hubo más pérdidas asociadas con la interrupción de los viajes, la industria de los seguros, el servicio postal y las importaciones y exportaciones en Europa y en todo el mundo. Estas consecuencias demuestran la interdependencia y diversidad de impactos de un solo evento. [35]
Preparación, mitigación y manejo
La preparación para la caída de cenizas debe incluir sellar los edificios, proteger la infraestructura y los hogares, y almacenar suficientes suministros de alimentos y agua para que duren hasta que termine la caída de cenizas y pueda comenzar la limpieza. Se pueden usar máscaras contra el polvo para reducir la inhalación de cenizas y mitigar los efectos de la salud respiratoria. [54] Se pueden usar gafas para proteger contra la irritación de los ojos.
El Grupo de Trabajo Internacional sobre Impactos de la Ceniza Volcánica de IAVCEI mantiene una base de datos actualizada periódicamente de impactos y estrategias de mitigación.
En casa, mantenerse informado sobre la actividad volcánica y tener planes de contingencia para ubicaciones alternativas de refugio constituye una buena preparación para un evento de caída de ceniza. Esto puede prevenir algunos impactos asociados con la caída de cenizas, reducir los efectos y aumentar la capacidad humana para hacer frente a tales eventos. Algunos elementos, como una linterna, láminas de plástico para proteger los equipos electrónicos de la entrada de cenizas y radios que funcionan con baterías, son extremadamente útiles durante los eventos de caída de cenizas. [8]
La protección de la infraestructura también debe considerarse dentro de la preparación para emergencias. Se deben identificar las instalaciones críticas que deben permanecer operativas y todas las demás deben cerrarse para reducir los daños. También es importante mantener las cenizas fuera de los edificios, la maquinaria y las redes de líneas de vida (en particular, los sistemas de agua y aguas residuales) para evitar algunos de los daños causados por las partículas de ceniza. Las ventanas y puertas deben cerrarse y cerrarse, si es posible, para evitar la entrada de cenizas a los edificios.
Se deben hacer planes de comunicación de antemano para informar de las acciones de mitigación que se están llevando a cabo. Las piezas de repuesto y los sistemas de respaldo deben estar en su lugar antes de los eventos de caída de cenizas para reducir la interrupción del servicio y la funcionalidad de devolución lo más rápido posible. La buena preparación también incluye la identificación de sitios de eliminación de cenizas, antes de que ocurra la caída de cenizas, para evitar un mayor movimiento de cenizas y ayudar a la limpieza. [66] Se debe desplegar equipo de protección , como protección ocular y máscaras contra el polvo, para los equipos de limpieza antes de los eventos de caída de ceniza.
Se han desarrollado algunas técnicas efectivas para el manejo de cenizas, incluidos métodos de limpieza y aparatos de limpieza, y acciones para mitigar o limitar los daños. Estos últimos incluyen la cobertura de aberturas tales como: tomas de aire y agua, motores de aviones y ventanas durante eventos de caída de ceniza. Las carreteras pueden estar cerradas para permitir la limpieza de las cenizas, o se pueden establecer restricciones de velocidad para evitar que los automovilistas desarrollen problemas de motor y se queden varados después de una caída de cenizas. [67] Para evitar mayores efectos en los sistemas de agua subterránea o redes de aguas residuales, se deben desbloquear los desagües y alcantarillas y se debe evitar que las cenizas entren en el sistema. [66] La ceniza se puede humedecer (pero no saturar) rociándola con agua, para evitar la removilización de la ceniza y ayudar a la limpieza. [67] La priorización de las operaciones de limpieza de las instalaciones críticas y la coordinación de los esfuerzos de limpieza también constituyen una buena práctica de gestión. [66] [67] [68]
Se recomienda evacuar el ganado en áreas donde la caída de ceniza puede alcanzar los 5 cm o más. [69]
Suelos de ceniza volcánica
El uso principal de la ceniza volcánica es como enriquecedor del suelo. Una vez que los minerales de la ceniza son arrastrados al suelo por la lluvia u otros procesos naturales, se mezcla con el suelo para crear una capa de andisol . Esta capa es muy rica en nutrientes y es muy buena para uso agrícola; La presencia de bosques frondosos en islas volcánicas es a menudo el resultado de árboles que crecen y florecen en el isol rico en fósforo y nitrógeno . [70] La ceniza volcánica también se puede utilizar como reemplazo de la arena. [71]
Ver también
- Aerosol
- Bentonita
- Deposición (física de aerosoles)
- Cemento modificado energéticamente (EMC)
- NOTAM
- Hormigón romano
- Tefrocronología
- Agregación de cenizas volcánicas
- Ceniza volcánica y seguridad de la aviación
- Erupción volcánica
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Bibliografía
- Araya Valenzuela, Oscar (2015). Erupciones volcánicas: Efectos sobre la ganadería . Collección Austral Universitaria de Ciencias Silvoagropecuarias (en español). Ediciones UACh . ISBN 978-956-9412-20-2.
enlaces externos
- Qué hacer durante un evento de caída de ceniza
- La Red Internacional de Peligros para la Salud Volcánica
- ASHTAM: El sitio de información sobre cenizas volcánicas de la aviación
- Laboratorio de pruebas de cenizas volcánicas
- Investigación colaborativa de volcanes y mitigación de riesgos
- Información para comprender, prepararse y gestionar los impactos de las erupciones volcánicas
- Organización Mundial de Observatorios de Volcanes