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Boletn de Vulcanologa

Estado de los Volcanes de Costa Rica Mayo2014

Volcn Pos: el sbado 3 de mayo 2014 a las 8:01a.m. se observ en el lago ultracido fuerte conveccin y una erupcin fretica que transport grandes cantidades de azufre fundido hacia la superficie del lago. Imgen capturada por la webcam ubicada en el borde norte del crter, administrada por el OVSICORI-UNA y donada por USAID/OFDA/LAC..

Elaborado por: Dr. Geoffroy Avard, Dr. Maarten de Moor, Dr. Javier Pacheco, Dra. Mara Martnez

Con contribuciones de: Wendy Senz

Observatorio Vulcanolgico y Sismolgico de Costa Rica

Universidad Nacional OVSICORI-UNA

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Resumen de la actividad para el mes de mayo del 2014 V.Turrialba:

La temperatura de los gases emitidos por la Boca 2012 se mantiene estable, abajo de los 600C. No se encontr anomala en el flujo de gases que difunden a travs del suelo en el Crter Central. Se instal una red de colectores de cenizas a fin de estar preparados en caso de un cambio en la actividad. Los crteres se encuentran secos. El flujo de SO2 disminuy presentando valores de 450 toneladas/da, mientras que las razones de CO2/SO2 y H2S/SO2 aumentaron a ~8 y ~1.2 respectivamente. La sismicidad no presenta cambios significativos. Hubo un aumento de sismos de baja frecuencia a mediados de mayo, contabilizndose hasta 200 sismos diarios, para bajar a menos de 50 hacia fin del mes. Se registran 3 sismos tipo tornillo durante este mes.

V.Iraz:

Las emisiones de gases en el lado norte representan gases hidrotermales de un volcn en un perodo de reposo, con altas concentraciones de CO2 (~35%) y H2O (~65%) y poco azufre en la forma de H2S (

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I_ Volcn Turrialba

I_1 V.Turrialba: Sismologa La sismicidad en el volcn Turrialba no muestra cambios significativos durante el mes de mayo. Los valores promedio de sismos diarios se mantienen en menos de 200 eventos por da. La mayora de los eventos son sismos con contenido en las bajas frecuencias, aunque an se registran algunos eventos del tipo hbrido.

A mediados de mayo se incrementa la sismicidad de un promedio de menos de 50 eventos diarios a ms de 150 eventos por da, para volver a decaer a menos de 50 hacia el final del mes (Fig. 1). Este incremento se debe principalmente a sismos con contenido de frecuencias bajas, caracterizados por ser eventos dobles, con bajas frecuencias en el primer evento y altas en el segundo (Fig. 2). Adems de los sismos de baja frecuencia, hbridos, y tremores de muy corta duracin, en el mes de mayo se registraron 3 sismos del tipo tornillo. Los sismogramas de los dos tornillos ms importantes, por su amplitud, se muestran en la Figura 3. El primero ocurri el da 28 a las 21:53 (GMT) y el segundo el da 30 a las 15:23 (GMT). El segundo tiene mayor amplitud que el primero. Es importante hacer notar que ambos eventos tienen carctersticas muy diferentes, el primero es de mayor duracin que el segundo, por lo que la atenuacin de las ondas es mucho menor (valor de Q = 200), mientras que la coda del segundo decae mucho ms rpido (Q = 20). Las frecuencias dominantes tambin son muy diferentes, siendo la frecuencia del primero 8 hz y la del segundo 5 hz.

Figura 1. A la izquierda se muestra el nmero de sismos volcnicos diarios registrados en el volcn Turrialba desde enero de este ao. A la derecha se muestra el nmero de sismos volcano-tectnicos asociados al volcn Turrialba desde inicios del 2014.

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Figura 2. Evento doble caracterstico de mediados de mayo, presenta bajas frecuencias durante el primer pulso y altas en el segundo. Aparece arriba el sismograma (velocidad del suelo en funcin del tiempo), en el medio el espectrograma y abajo el espectro de frecuencias.

Esta diferencia entre los sismos tipo tornillo, indica que al menos existen dos fuentes ubicadas en diferentes regiones del sistema hidrotermal, con densidades de los gases y lquidos que interactan muy diferentes.

Figura 3. Tornillos registrados en mayo. Arriba se muestra el tornillo del 28 de mayo y abajo el del 30 de mayo. Ntese que las escalas de amplitud son diferentes.

Se registran adems 10 sismos volcano-tectnicos en las cercanas del volcn. El principal ocurri el 8 de mayo a la 1:53 am (hora local). Este sismo se ubica al norte de la poblacin de Santa Cruz de Turrialba, a 8 km de profundidad y se calcul una magnitud de 2.7. Otros sismos de menor magnitud se localizan hacia el norte y oeste del volcn (ver Fig. 10).

I_2 V.Turrialba: Geoqumica

I_2.1 Flujo de gas

Mediciones realizadas el 22 de mayo con DOAS porttil, pasando debajo de la pluma, (Fig. 4) nos permiti medir un flujo de SO2 de 453 79 toneladas/da, ms bajo que los flujos medidos en los meses anteriores (Fig. 4). Este valor se puede comparar con las mediciones continuas realizadas por medio de una estacin DOAS permanente de 452 59 toneladas por da, obtenida el 22 mayo.

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Figura 4. Izquierda: Transepto realizado utilizando DOAS mvil para mediciones de flujo de SO2 en el Turrialba el 22 de mayo, 2014. Derecha: Comparacin del flujo de SO2 medido en el Turrialba durante el mes de mayo con los meses anteriores

Tambin se repiti el perfil de mediciones del flujo de CO2 y H2S que difunde a travs del suelo en el Crter Central. No se encontr ninguna anomala (Fig.5).

Figura 5. Evolucin del flujo de CO2 y H2S que difunden a travs del suelo en el crter Central (Foto: G.Avard, 22 may 2014)

La cantidad de gas dixido de azufre (SO2) emitida por el volcn Turrialba inferida en forma remota a partir de imgenes del satlite AURA/OMI indica en general un flujo por debajo de las 500 toneladas de SO2 por da, durante el transcurso del ao 2014 (Fig. 6). Estos datos estn de acuerdo con las mediciones realizadas por medio de un DOAS porttil.

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Figura 6: Masa de dixido de azufre (SO2) en la pluma de gases del volcn Turrialba inferida de las imgenes

satelitales del AURA/OMI de la NASA entre octubre 2008 y mayo 2014. Los datos corresponden al total de SO2

detectado por el instrumento OMI del satlite AURA cuando el mismo sobrevuela sobre el istmo de Amrica Central entre las 18:00-19:00 UTC. La informacin no est corregida respecto al nivel de fondo de SO

2 Fuente:

http://so2.gsfc.nasa. Foto: Volcn Turrialba visto el 17 mayo 2014 desde Los Crestones Chirrip cortesa Admiradores Cerro Chirrip PZ.

I_2.2 Composicin de los gases Los resultados de las mediciones realizadas con la estacin MultiGAS permanente del volcn Turrialba se presentan en la Figura 7. Los datos muestran fluctuaciones significativas en las razones entre los gases CO2/SO2, H2S /SO2, y H2O /SO2. Estos cambios muestran una periodicidad de algunos das. Las variaciones podran ser debidas a cambios en la direccin del viento combinados con la presencia de fuentes heterogneas de gases. Por ejemplo fumarolas con alto cociente entre CO2/SO2 comparado con los gases emitidos de las bocas 2010 y 2012 los cuales tienen una bajo cociente entre CO2/SO2. Por otro lado, las diferencias observadas pueden deberse a cambios temporales en la fuente de los gases a profundidad. En mayo, los cambios registrados son mayores a los registrados

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en abril, y el promedio de CO2/SO2 aument a 8, comparado con un promedio de 6 para marzo y abril. La razn H2S/SO2 tambin aument a ~1.2 comparado con el promedio de ~0.7 para marzo y abril.

Figura 7. Composiciones de la pluma del Turrialba medido por MultiGAS permanente

I_2.3 Temperatura de los gases

Desde fines del 2013, la temperatura de la Boca 2012 se mantiene con valores debajo de los 600C (Fig.2).

Figura 8. Evolucin de la temperatura de las 3 Bocas principales del volcn Turrialba.

I_3 V.Turrialba: Otras Observaciones El Crter Central se encuentra totalmente seco por el dficit de lluvia en mayo. La dinmica de los lagos depende del equilibro entre el aporte de las lluvias por una parte, y las infiltraciones y la evaporacin por otra. Se instal por primera vez una red de recolectores de ceniza en la parte alta del volcn Turrialba con el fin de estar mejor preparados en caso de un evento de emisin de cenizas.

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II_ Volcn Iraz

II_1 V.Iraz: Sismologa Desde diciembre del 2013 no se han presentado cambios importantes en la actividad ssmica del volcn Iraz. La amplitud promedio de los sismos de baja frecuencia se mantiene con valores menores a 5 micrones (medido a una distancia de 5 km del crter), mientras que los tiempos entre eventos se mantiene con un promedio menor a 20 horas, aunque este parmetro vara entre 2 y 50 horas (Fig. 9).

Figura 9. A la izquierda se muestra la amplitud de los sismos de baja frecuencia, medida en micrones/segundo a una distancia de 5 km del crter activo. A la derecha se muestra el tiempo entre eventos, medido en horas. Ambas figuras muestran la progresin entre julio del 2012 y el presente.

Los sismos volcano-tectnicos se ubicaron principalmente hacia el norte del volcn y bajo el crter activo. El ms relevante ocurri el da 19 de mayo a las 16:21 (hora local) y se ubic a 5 km bajo el crter activo, con una magnitud de 0.4. El sismo ms grande ocurri el 24 de mayo y se localiz al norte del volcn, el cual registr una magnitud de 1.6.

Figura 10. Mapa que muestra las localizaciones de los sismos volcano-tectnicos localizados entre los volcanes Iraz y Turrialba (crculos rojos). En el mapa se muestran las estaciones ssmicas utilizadas para la localizacin (tringulos azules) y algunos pueblos importantes para su referencia (cuadrados azules).

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II_2 V.Iraz: Emisiones de voltiles Las emisiones de gas del volcn se ubican en el lado norte (Fig.11a). Se analiz las concentraciones del CO2, H2S, SO2 gracias a una estacin multigas porttil (Fig.11b) y se sac una muestra de gas con botella Giggenbach (Fig.11c). Las temperaturas medidas son similares a aos anteriores, con mximos alrededor de los 80C (Fig.11d). El 23 mayo se realizaron mediciones de la composicin de los gases emitidos por la desgasificacin difusa de la ladera norte (N 9.9884 W83.8509) del volcn Iraz. Se midieron dos localidades con MultiGAS porttil, en la primera se midi una temperatura cercana a 55C y en la otra una temperatura cercana a 80C. Las observaciones indican que el nivel de desgasificacin es muy bajo y similar a noviembre 2013. Las composiciones de los gases son tpicas de gases hidrotermales de un volcn en un perodo de reposo, con altas concentraciones de CO2 (~35%) y H2O (~65%) y poco azufre en la forma de H2S (

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Figura 12. Analizador continuo Tekran para medir la especiacin de mercurio atmosfrico ubicado en la cima del volcn Iraz.

II_3 V.Iraz: Depositacin total cida

La red de monitoreo de depositacin total cida ("lluvia cida") que tiene el OVSICORI-UNA en los alrededores del volcn Iraz incluye un sitio de muestreo en el Cerro Gurdin.

Figura 13. Mapa de la zona Iraz-Turrialba que muestra las localidades donde se muestrea la depositacin total cida.

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Figura 14. Acidez del agua de lluvia recolectada en la estacin del cerro Gurdin, volcn Iraz, desde abril del 2010 hasta el presente.

II_4 V.Iraz: Otras Observaciones

El crter activo se mantiene seco desde marzo del 2010 [boletn del OVSICORI sobre el estado de los volcanes para el mes de febrero del 2013]. No se observan anomalas trmicas (Fig.15)

Figura 15. Vista sobre el crter principal del volcn Iraz con fondo del lago totalmente seco. Termograma de infrarrojos con cmara FLIR SC660 del fondo del crter (Fotos: G.Avard, 23 mayo 2014)

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III_ Volcn Pos III_1 V.Pos: Sismologa La sismicidad en el volcn Pos se mantiene en bajos niveles, con registros menores a 300 sismos diarios. En promedio se contabilizaron menos de 100 sismos diarios, sin embargo para finales de mayo se increment el nmero a casi 300 en un da (Fig. 15).

Figura 15. Sismicidad en el volcn Pos desde febrero hasta el presente. A la izquierda se muestra el nmero de sismos volcnicos registrados por da. Los asteriscos muestran las erupciones freticas identificadas en los registros ssmicos. A la derecha se muestra el nmero de sismos volcano-tectnicos asociados al volcn Pos.

La mayor actividad en el volcn se presenta en la forma de erupciones freticas y burbujas de gas que rompen en la superficie del lago. En los registros ssmicos se lograron identificar 15 erupciones freticas, siendo este el mes de mayor nmero de erupciones freticas identificadas en los registros ssmicos durante el ao. De las erupciones captadas por la cmara web, 4 sobrepasan los 150 metros de altura (Fig. 16) y los registros ssmicos muestran al menos 7 erupciones grandes (que sobrepasan los 100 metros de altura). La mayor erupcin se registr el 24 de mayo a las 17:27 (hora local) y se muestran en la Figura 16. Esta erupcin registr 5 cm2 de desplazamiento reducido, en una estacin ssmica ubicada a 500 metros del centro del crter activo y la columna se levant ms de 300 metros sobre el nivel del lago (Fig. 16). Las erupciones freticas del Pos consisten en explosiones hidrotermales repentinas, que ocurren en el lago, estas explosiones suelen contener gas, vapor de agua hipersalina, azufre fundido, sedimentos del lago y fragmentos de roca alterados por los cidos. Las explosiones son resultado de una sbita expansin de los lquidos acumulados en el sistema hidrotermal subyacente bajo el crter, en vapor de agua y gases al contacto con una fuente de calor. Este sistema hidrotermal es alimentado por una fuente de calor (magma) relativamente superficial. Adems de las erupciones freticas (Fig. 17a) se registraron varios episodios de tremor de corta duracin y baja amplitud (Fig. 17b). Estos tremores no presentan ninguna manifestacin en superficie, por lo que se presume son producto del paso de fluidos a travs de conductos internos del volcn.

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El da 17 de mayo se present un enjambre ssmico, con 10 sismos volcano-tectnicos que se localizaron al este del cono activo del Pos. La magnitud mayor calculada es de 1.8. Este sismo se localiz a 6 km de profundidad (Fig. 18).

Figura 16. Erupciones freticas que alcanzaron ms de 150 metros de altura, registradas por la cmara web del OVSICORI-UNA.

Figura 17. Izquierda, ejemplo de una erupcin fretica (mayo 24 a las 17:27) y derecha un tremor prolongado por 150 segundos ocurrido el da 27 de mayo. Arriba se grafica el sismograma (velocidad del suelo en funcin del tiempo), al centro el espectrograma y abajo el espectro de amplitudes.

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Figura 18. Mapa del volcn Pos mostrando las localizaciones de sismos volcano-tectnicos ocurridos durante el mes de mayo (puntos rojos). Los tringulos azules muestran las estaciones ssmicas cercanas.

III_2 V.Pos: El "Domo"

III_2.1 Mediciones trmicas

La disminucin de las temperaturas en las fumarolas del domo observada en marzo se confirm en abril con valores mximos abajo los 400C hacia el fin del mes (Fig.19). Estas mediciones se llevaron a cabo de forma remota gracias a una cmara FLIR SC660 (temperatura aparente remota 337C).

Figura 19. Evolucin de la temperatura de las fumarolas del domo

III_2.2 Flujo de gas

El flujo de SO2 total emitido por el volcn Pos fue medido escaneando de manera horizontal el crter activo con un FlySpec, arrojando un valor promedio de 71 17 toneladas por da (Fig.20). Este valor es ms alto que el valor medido por transectos con

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DOAS en marzo de 2014 (30-50 toneladas/da). Las condiciones del clima no permitieron medir el flujo total (del lago ms las fumarolas) del Pos en mayo.

Figura 20. Escaneos sobre el lago acido del Pos realizados con FLYSPEC.

III_2.3 Composicin de los gases

Los resultados de la estacin permanente MultiGAS en el Pos se presentan en la Figura 21. En general, los datos muestran cambios insignificantes en los cocientes entre los gases CO2/SO2, H2S/SO2, y H2O/SO2 desde febrero. Los bajos cocientes de CO2/SO2 y H2S/SO2 indican que los gases son de tipo magmtico y el sistema hidrotermal tiene poca influencia en la composicin de los gases. Desde el 17 mayo los datos muestran cambios peridicos en CO2/SO2 y el mircoles 28 de mayo entre 18:10 y 18:40, el sistema MultiGAS registr saturacin de varios de los sensores de gases, lo cual puede indicar una liberacin importante de gases magmticos. Sin embargo, este da no se observ actividad fretica importante.

Figura 21. Datos de las composiciones de gases en la pluma del Pos desde febrero 2014

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III_3 V.Pos: El lago ultra cido

III_3.1 Mediciones geoqumicas

El 4 de mayo se observ un sbito burbujeo y fuerte conveccin en la parte central del lago ultracido del Pos, indicando el ascenso rpido de fluidos (gas y agua hidrotermal) desde el sistema magmtico-hidrotermal que subyace bajo el crter activo. El ascenso abrupto de fluidos produjo el transporte de una cuantiosa cantidad de azufre fundido viscoso desde la parte somera del sistema hidrotermal hacia la superficie del lago. El azufre fundido cubri en forma temporal prcticamente toda la superficie del lago. En las ltimas semanas, el lago ha estado presentando una fuerte reduccin en su nivel. Tambin se est observando fuerte conveccin, evaporacin, y espordicas erupciones freticas.

Figura 22. Volcn Pos: Izquierda: Esquema simplificado de seccin transversal de la parte superficial

del sistema hidrotermal del volcn Pos. Derecha: el domingo 4 de mayo en horas de la maana se observ el lago ultracido con fuerte conveccin y el arribo de grandes cantidades de azufre fundido

hacia su superficie. Imgen capturada por la webcam ubicada en el borde norte del crter, administrada por el OVSICORI-UNA y donada por USAID/OFDA/LAC.

En el transcurso del ao 2014, el lago volvi a presentar un incremento gradual en la temperatura hasta alcanzar valores cercanos a los 50C, y el pH volvi a caer alcanzando valores negativos, algo que no se vea desde finales del 2012 (Fig.23)

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Figura 23. Evolucin de la temperatura y del pH del lago medidos en el sitio.

III_3.2 Otras observaciones

Desde febrero del 2014 se aceler el descenso del nivel del lago. Este descenso contina a pesar de la llegada de la poca lluviosa, pero aparentemente es ms lento en mayo del 2014 (Fig.24). El nivel se encuentra ~2.5 m ms abajo que el ao pasado.

Figura 24 Evolucin del nivel relativo del lago

IV_ Volcn Arenal IV_1 V.Arenal: Depositacin cida La depositacin total cida ("lluvia cida") muestra en los ltimos aos una tendencia sistemtica a ser cada vez menos cida, alcanzando valores de pH tpicos de lluvias

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representativas de zonas remotas donde hay poca influencia de contaminantes atmosfricos, i.e. pH 5.6 (Fig.25). El cambio gradual de pH hacia valores menos cidos es consistente con la disminucin drstica en la actividad ssmico-volcnica, as como con el cese de erupciones estromboleanas y extrusin de lava observados en el volcn Arenal, principalmente en los ltimos ca. 3.5 aos.

1/9/2004

4/15/2004

8/3/2004

11/25/2004

3/16/2005

6/14/2005

8/30/2005

10/18/2005

2/12/2006

4/25/2006

7/5/2006

8/23/2006

10/25/2006

1/30/2007

4/11/2007

8/14/2007

10/24/2007

5/22/2008

11/12/2008

8/13/2009

10/20/2009

6/23/2010

10/5/2010

1/21/2011

3/22/2011

8/12/2011

11/2/2011

2/15/2012

9/6/2012

2/15/2013

1/22/2014

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00

pH

Depositacin no cida

Depositacin cida

Figura 25. pH (nivel de acidez) de la depositacin total ("lluvia cida") recolectada en la estacin del OVSICORI-UNA Caseta C, aprox. 2.4 km al oeste del Crter C del Arenal. Volcn Arenal visto desde el sur el 13 marzo 2014 (Foto: Arenal Observatory Lodge).

IV_2 V.Arenal: Fuentes termales Ro Tabacn La fuente termal Tabacn, ubicada aprox. 3.5 km al norte del volcn Arenal, mostr cambios significativos en varios parmetros fsico-qumicos de sus aguas a mediados del ao 2010. Sin embargo luego de estos cambios los valores de estos parmetros se han mantenido estables con muy pocas fluctuaciones a lo largo de los ltimos 3.5 aos (Fig.26): 1) Las aguas del Ro Tabacn han cambiado su naturaleza y han pasado de ser alcalinas (pH > 7.00) a ser neutras o ligeramente cidas (pHs entre 6.5 y 7.0); 2) La temperatura promedio cay unos 3C y se mantiene desde entonces estable alrededor de los 49-50C; 3) La razn SO42-/Cl- aument un orden de magnitud indicando un empobrecimiento de las aguas en especies halogenadas de origen magmtico y desde entonces este parmetro se ha mantenido estable.

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12/1

7/02

2/18

/04

4/10

/04

05/1

9/04

09/0

3/04

02/2

3/05

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0/05

05/1

2/05

08/1

7/05

11/0

3/05

4/25

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7/21

/06

9/7/

0612

/12/

063/

28/0

78/

14/0

710

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23/0

89/

25/0

87/

27/0

99/

16/0

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4/10

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1/10

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3/22

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8/12

/11

11/2

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2/29

/12

8/24

/12

12/1

9/12

4/6/

133/

4/14

6.50

7.00

7.50

8.00

8.50

9.0040

44

48

52

560

0.4

0.8

1.2

1.6

pH

Tem

pera

tura

gr

ados

Cel

sius

SO42

- /Cl-

Figura 26. Evolucin de parmetros fsico-qumicos de las aguas del Ro Tabacn, volcn Arenal, entre los aos 2002 y 2014. La lnea roja corresponde a la curva de mejor ajuste de la serie de tiempo. Datos: Laboratorio de Geoqumica Volcnica Dr.Eduardo Malavassi Rojas del OVSICORI-UNA.

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Figura 27. Volcn Arenal el 22 de mayo 2014, vista del flanco sur. Foto: cortesa del Arenal Observatory Lodge.

Bibliografa: Boletn Estado de los volcanes mes de febrero del 2013, OVSICORI-UNA

Philippe Lesage. Interactive Matlab software for the analysis of seismic volcanic signals. Computers and Geosciences 35 (2009) 2137-2144.

Reconocimientos: Se agradece a los funcionarios del Sistema Nacional de las reas de Conservacin y de los Parques Nacionales de Costa Rica, as como a las personas que ayudaron con las mediciones de campo y de laboratorio presentados en esta publicacin. Se agradece a los tcnicos Daniel Rojas, Antonio Mata y Hairo Villalobos, funcionarios del OVSICORI por mantener los equipos de vigilancia volcnica en funcionamiento.

Informacin previa de los volcanes monitoreados por el OVSICORI-UNA est disponible en las siguientes direcciones electrnicas de INTERNET:

- Boletines peridicos del estado de actividad de los volcanes de Costa Rica: http://www.ovsicori.una.ac.cr/index.php?option=com_phocadownload&view=section&id=3&Itemid=73

- Videos: http://www.ovsicori.una.ac.cr/index.php?option=com_content&view=article&id=55&Itemid=79

rea de Vigilancia Volcnica Observatorio Vulcanolgico y Sismolgico de Costa Rica Universidad Nacional OVSICORI-UNA Campus Omar Dengo, Heredia Costa Rica, Amrica Central Telfonos: (+506) 2562 4001 (+506) 2261 0611

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Fax: (+506) 2261 0303 ovsicori@una.cr Website: http://www.ovsicori.una.ac.cr/ Facebook: http://www.facebook.com/OVSICORI?ref=ts

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