Una investigación internacional liderada por la Universidad de Granada ha desarrollado un innovador procedimiento basado en Inteligencia Artificial y Teoría de la Señal que permite predecir erupciones volcánicas con al menos doce horas de antelación y confirmar su finalización en apenas tres. Este avance, calificado por los investigadores como “crucial para la gestión de riesgos y la protección civil”, marca un hito en la vigilancia volcánica mundial.
El estudio, recientemente publicado en la revista científica Journal of Volcanology and Geothermal Research, ha sido validado con éxito en dos escenarios reales: la erupción del Tajogaite en La Palma (2021) y la actividad del Volcán de Fuego de Colima (México).
Parámetros sísmicos clave para anticipar la erupción
A través del análisis en tiempo real de parámetros sísmicos, el sistema puede anticipar el inicio de un evento eruptivo y describir su evolución, aportando información esencial para la toma de decisiones por parte de autoridades y equipos de emergencia.
El proyecto cuenta con la participación de investigadores de la Universidad de Colima (México), la Universidad de Canterbury (Nueva Zelanda) y el Instituto Volcanológico de Canarias (INVOLCAN). En conjunto, el equipo ha logrado sentar las bases de una nueva generación de herramientas de pronóstico volcánico que combinan la física de las señales sísmicas con el potencial predictivo de la IA.
La metodología desarrollada por la UGR se apoya en el análisis conjunto de tres parámetros sísmicos específicos como son la entropía de Shannon, el índice de frecuencia y la curtosis. Cada uno de ellos ofrece una ventana distinta para interpretar el comportamiento interno de los volcanes y los cambios que preceden a una erupción
La entropía de Shannon mide el grado de desorden de las señales sísmicas. Cuando disminuye, indica que los sismos comienzan a organizarse, un patrón que suele anticipar la inminencia de una erupción. El índice de frecuencia, por su parte, permite detectar variaciones en las frecuencias dominantes, las cuales se asocian a diferentes tipos de actividad magmática.
Por último, la curtosis es un parámetro estadístico que mide la concentración de la energía en la señal y resulta especialmente útil para identificar eventos sísmicos impulsivos, característicos de las fases eruptivas más intensas.
Este enfoque no se limita a un caso concreto. La técnica ha sido probada con éxito en volcanes de España, México, Grecia, Italia, Estados Unidos (Hawái, Alaska y Oregón), Perú y Rusia.
Uso en el caso de La Palma
Durante la erupción de La Palma, el método fue capaz de anticipar el evento con más de nueve horas de antelación, una predicción que, según los investigadores, habría permitido activar los protocolos de emergencia con un margen de tiempo considerable. Además, el sistema logró detectar el final del proceso eruptivo casi en tiempo real, al registrar un cambio abrupto en la entropía de Shannon que coincidió con la última evidencia visual de actividad.
En el Volcán de Colima, el análisis de una década de datos (2013-2022) ha confirmado la capacidad de esta técnica para identificar el inicio de fases eruptivas intensas, así como el crecimiento de domos de lava y la transición hacia periodos de reposo. Los resultados, afirman los autores, demuestran que la herramienta no solo sirve para prever erupciones, sino también para comprender mejor los mecanismos internos que las generan.
Un avance para la gestión del riesgo volcánico
Más allá del ámbito académico, el desarrollo de este sistema tiene un impacto directo en la gestión de emergencias y la protección de la población en zonas volcánicas activas. El equipo de la UGR, dirigido por Jesús Ibáñez (Departamento de Física Teórica y del Cosmos e Instituto Andaluz de Geofísica) y Carmen Benítez (Departamento de Teoría de la Señal, Telemática y Comunicaciones), ya ha puesto su experiencia al servicio de gobiernos y servicios de protección civil.
Durante la reciente crisis sísmica registrada en la isla griega de Santorini, los investigadores granadinos actuaron como asesores del Gobierno griego, aplicando su metodología para seguir la evolución de la actividad sísmica y evaluar su posible origen volcánico. Según explica el equipo, esta colaboración demuestra la versatilidad de la técnica y su potencial como herramienta de apoyo en situaciones reales de riesgo.
La implementación de este sistema en redes de monitorización volcánica podría suponer un salto cualitativo en la seguridad y en la planificación de emergencias.
“Contar con una herramienta capaz de anticipar y confirmar la evolución de una erupción en tiempo real es un cambio de paradigma en la vulcanología moderna. Nuestro objetivo es que este conocimiento se traduzca en mayor seguridad para las comunidades expuestas y en mejor capacidad de respuesta ante futuros eventos eruptivos”, destacan los investigadores.
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