LosPELIGROS

VOLCNICOSasociados con el

Cotopaxi

IRDLinstitut de recherche pour le dveloppement (IRD; Instituto francs de Investi-gacin para el desarrollo), es un establecimiento pblico de carcter cientfico ytecnolgico, auspiciado por los ministerios de Investigacin y Cooperacin deFrancia.

EL IRD realiza investigaciones conjuntamente con otras instituciones francesas, eu-ropeas e internacionales, siempre en cooperacin con organismos asociados en lazona intertropical, en frica, Amrica Latina, Asia y en los ocanos ndico y Pacfico.

El IRD tiene una representacin en el Ecuador desde 1974, y cuenta con unatradicin importante de investigacin en el Ecuador, en varios campos. Actual-mente, investigadores de tres departamentos cientficos del IRD trabajan enEcuador.

El departamento Medios y Entornos, desarrolla investigaciones sobre la variabi-lidad climtica tropical, las interacciones entre el ocano y la atmsfera, los me-dios litorales y terrestres y los recursos hdricos, los riesgos naturales, los recur-sos minerales y el impacto de las actividades humanas en el medio ambiente.

El departamento Recursos Vivos se dedica al estudio de la biodiversidad, de losecosistemas acuticos y de los agrosistemas tropicales con el fin de garantizarla variabilidad de su explotacin mediante un manejo apropiado.

El departamento Sociedad y Salud realiza programas de investigacin sobre lasalud, las cuestiones urbanas, las dimensiones econmicas, sociales y cultura-les del desarrollo y sobre el estado de las ciencias en el frica.

Instituto Geofsico/ Departamento de GeofsicaEscuela Politcnica Nacional

El Instituto Geofsico/Departamento de Geofsica de la Escuela Politcnica Na-cional constituye el primer centro de investigacin ssmica y volcnica existen-te en el pas. A partir de enero de 2003, mediante Decreto Presidencial, tiene acargo en forma oficial el diagnstico y vigilancia de los peligros ssmicos y vol-cnicos en todo el territorio nacional y a la vez la comunicacin oportuna de es-tos fenmenos.

Conjuntamente con el diagnstico de la amenaza, el Instituto Geofsico mantie-ne un activo programa de monitoreo instrumental en tiempo real, que asegurala vigilancia cientfica permanente sobre volcanes activos y fallas tectnicas enel territorio nacional. Una serie de publicaciones tanto cientficas como de divul-gacin general a nivel nacional e internacional, dan fe de la capacidad y msti-ca de trabajo de los cientficos y tcnicos que conforman el Instituto.

A lo largo de su corta vida, el Instituto Geofsico se ha hecho acreedor a importantespremios y reconocimientos, a nivel local e internacional, por su trabajo en el diagns-tico y prevencin de los desastres naturales. En 1992, el Premio SASAKAWA,otorgado por las Naciones Unidas y, varios reconocimientos y condecoracionespor parte del Ilustre Municipio de Quito (1999), del Honorable Congreso Nacio-nal (2000) y del Gobierno de la Provincia de Pichincha (2003).

LosPELIGROS

VOLCNICOSasociados con el

Cotopaxi

Serie:Los peligros volcnicosen el Ecuador

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Daniel Andrade Minard Hall

Patricia MothesLiliana Troncoso

Jean-Philippe EissenPablo Samaniego

Jos EgredPatricio Ramn

David RiveroHugo Yepes

IGINSTITUTO GEOFSICO DE LAESCUELA POLITCNICANACIONAL

IRDINSTITUT DE RECHERCHEPOUR LE DVELOPPEMENT

Noviembre 2005Quito-Ecuador

4Serie:Los peligros

volcnicosen el Ecuador

3

Los peligros volcnicosasociados con el CotopaxiDaniel Andrade(1), Minard Hall(1), Patricia Mothes(1),Liliana Troncoso(1), Jean-Philippe Eissen(2),Pablo Samaniego(1), Jos Egred(1), Patricio Ramn(1),David Rivero(1) y Hugo Yepes(1)

1 Instituto Geofsico, Escuela Politcnica NacionalLadrn de Guevara s/n, Apdo. Postal 17-01-2759, Quito-Ecuador.

2 Institut de Recherche pour le Dveloppement (IRD), UR 163Laboratoire Magmas et Volcans, 5 rue Kessler, 63038Clermont-Ferrand, Francia.

Corporacin Editora NacionalISBN 9978-84-398-1Derechos de autor: 023271Depsito legal: 003142Noviembre de 2005

Supervisin editorial: Jorge OrtegaDiseo grfico: Edwin Navarrete + Duo DiseoImpresin: Editorial Ecuador. Santiago Oe2-131 entre ManuelLarrea y Versalles, Quito.

Foto de la portada: Vista area oblicua del flanco sur-oriental delCotopaxi, zona aislada y poco conocida del volcn. En primerplano, a la izquierda, est el pequeo macizo del Morurcu; de-trs estn los macizos del Sincholagua, a la derecha, y del Ru-miahui, a la izquierda. (Foto: P. Ramn).Foto de la contraportada: El Cotopaxi visto desde la ciudad deLatacunga al atardecer. Este volcn es un importante referentedel paisaje y de la cultura de los Andes del norte del Ecuador.(Foto: D. Andrade).

Corporacin Editora NacionalRoca E9-59 y Tamayo, telfonos: 593(2) 255 4358, 256 6340,fax: ext. 12, apartado postal 17-12-886correo electrnico: cen@accessinter.netQuito-Ecuador

Para ms informacin, contctenos:Instituto Geofsico de la EPN, Quito-Ecuadortelfono: 222 5655fax: 256 7847e-mail: geofisico@igepn.edu.ecpgina web: www.igepn.edu.ec

Este libro se publica con el apoyo financiero de la DIC (Dlgation lInformation et la Communication) del IRD (Institut deRecherche pour le Dveloppement-Instituto Francs deInvestigacin para el Desarrollo).

5Agradecimientos 7

Dedicatoria 9

Introduccin 13

Historia geolgica del volcn Cotopaxi 17El perodo pre-histrico 18El perodo histrico 23

Tipos de fenmenos volcnicos ocurridos en el volcn Cotopaxi 29

Sismos volcnicos 29Gases volcnicos 30Flujos de lava 33Domos de lava 35Flujos piroclsticos (nubes ardientes) 36Lluvia de ceniza y piroclastos 41Flujos de lodo y escombros (lahares) 45Avalanchas de escombros 51

Monitoreo del volcn Cotopaxi 55Monitoreo por vigilancia visual 55Monitoreo por vigilancia instrumental 58El monitoreo volcnico y la comunicacin 77

Actividad actual del volcn Cotopaxi y potenciales escenarios eruptivos futuros 81

Actividad actual del Cotopaxi 81Potenciales escenarios eruptivos futuros 87

Referencias 93

Glosario 99

Contenido

6Anexo 1. Algunos problemas asociados con la cada de ceniza volcnica 107

Anexo 2. ndice de Explosividad Volcnica 113

Anexo 3. Testimonios histricos 114

Anexo 4. Resumen de la actividad histrica del Cotopaxi 129

Anexo 5. Los andinistas y los volcanes ecuatorianos 135

Formulario para reportes de observaciones visuales 136

Anexo 6. La actividad ssmica del Cotopaxi 138

Anexo 7. Excursin de observacin de depsitos recientes del volcn Cotopaxi 140

Anexo 8. Origen del volcanismo en el Ecuador 144

Los autores desean expresar su sincero agradecimiento: A la Dlgation lInformation et la Communication (DIC) del IRD (Insti-

tuto Francs de Investigacin para el Desarrollo) por el apoyo financiero queha hecho posible la publicacin de este trabajo.

A la Escuela Politcnica Nacional, por el constante apoyo y garanta a las la-bores del Instituto Geofsico.

Al Programa de Asistencia para Crisis Volcnicas (VDAP) del Servicio Geol-gico de los Estados Unidos (USGS), financiado por OFDA/USAID, por elconstante y desinteresado apoyo en la parte instrumental y en la interpre-tacin de los datos obtenidos mediante el monitoreo de los volcanes delEcuador.

Al Institut de Recherche pour le Dveloppement (IRD, Francia) por el valio-so apoyo dado al IG en campo de la volcanologa.

A la Japan International Cooperation Agency (JICA) por invertir en la vigi-lancia del Cotopaxi con la instalacin de cinco estaciones ssmicas de ban-da ancha, prevista para el segundo semestre de 2005.

Al Ilustre Municipio del Distrito Metropolitano de Quito y al Gobierno de laProvincia de Pichincha por el apoyo prestado al monitoreo instrumental delvolcn Cotopaxi.

Al Instituto Geogrfico Militar, por su cooperacin en la preparacin de losmapas de peligros del los volcanes del Ecuador.

Al Volcanic Ash Advisory Center (VAAC), por mantener los ojos de sus sa-tlites sobre los volcanes del Ecuador y por siempre compartir esta valiosainformacin.

A Franz Bker y al Bundesanstalt fr Geowissenschaften und Rohstofte(BGR) de Alemania, por el apoyo en el monitoreo trmico de los volcanesecuatorianos y por los peridicos sobrevuelos que han permitido obtener va-rias de las imgenes publicadas en este trabajo.

Al Myr. Oswaldo Navas (Coordinador Provincial de Defensa Civil de Cotopa-xi) y a la Lcda. Jimena Jijn (Directora del Centro de Informacin y Gestinde Riesgos Naturales, Administracin del Valle de los Chillos del DistritoMetropolitano de Quito), por la confianza y la experiencia compartida du-rante el trabajo de mitigar los peligros volcnicos.

Al Dr. Marco Castro y a la Ing. Ximena Hidalgo, del Departamento de Cien-cias del Agua de la Escuela Politcnica Nacional por su liderazgo y valiosacolaboracin en el rea de modelaje numrico de los lahares del Cotopaxi.

Al Dr. Tim Dixon de la Universidad de Miami y al Dr. Charles Connor de laUniversidad de South Florida en Tampa, por su colaboracin en la instala-cin de GPSs de recepcin continua en el volcn Cotopaxi.

A la cmara de Comercio de Quito, al Club de Andinismo Politcnico y aAglomerados Cotopaxi S.A., por el apoyo recibido para realizar la instalacinde la cmara de video en el crter del Cotopaxi en marzo de 2005.

7

Agradecimientos

8 Al Dr. Marc Souris (IRD-Bondy-Francia) por facilitar los datos con los cuales se hagenerado el modelo numrico de terreno utilizado en varios de los mapas presen-tados en este trabajo. Los datos digitales fueron obtenidos a partir de los mapastopogrficos del Instituto Geogrfico Militar del Ecuador.

Finalmente, a todos los miembros del Instituto Geofsico por su responsable y ab-soluta dedicacin al mantenimiento de las diferentes redes de monitoreo ssmicoy volcnico:

Direccin:Ing. Hugo Yepes, MSc.

rea tcnica:Ing. Wilson Enrquez, MSc. (Jefe de rea)Ing. Mayra Vaca Tlgo. Vinicio CceresFs. Omar Marcillo (*) Tlgo. Cristian CisnerosIng. Cristina Ramos, MSc. Fis. Jorge AguilarIng. Marisol Len Tlgo. Eddy PinajotaSr. Klber Tern (**) Sr. Santiago ArellanoSr. Andrs Cadena Sr. Sandro JaSrta. Miriam Paredes Srta. Lorena GomezjuradoIng. Richard Jaramillo, MSc. (*) Ing. Daniel Crdenas, MSc (*)

rea de Sismologa:Ing. Alexandra Alvarado, MSc. (Jefe de rea)Ing. Mnica Segovia Geol. Indira MolinaGeol. Alexnder Garca Ing. Liliana TroncosoDra. Alcinoe Calahorrano Dr. Hiroyuki Kumagai (NED, Japn)Sr. Guillermo Viracucha Sr. Sandro VacaSrta. Vernica Lema Sr. Andrs OjedaSr. Javier Santo Ing. Mario Ruiz, MSc. (*)

rea de Volcanologa:Dr. Pablo Samaniego (Jefe de rea)Dr. Minard Hall Ing. Patricia Mothes, MSc.Ing. Patricio Ramn Ing. Gorki RuizDr. Jean-Philippe Eissen (IRD, Francia) Dr. Jean-Luc Le Pennec (IRD, Francia)Dr. Michel Monzier (IRD, Francia) (+) Ing. Silvana Hidalgo, MSc. (*)Sr. Diego Barba Sr. David RiveroSr. Daniel Basualto (**) Ing. Daniel Andrade, MSc.

rea de Secretara y Servicios:Sra. Marcela de Robalino Srta. Sandra JimnezSrta. Gabriela Jcome Sr. Servilio RiofroSr. Carlos Ayol

Adems, los autores expresan su reconocimiento especial al grupo de estudiantesque aseguran la vigilancia del Cotopaxi, las 24 horas al da, los 365 das al ao: Jor-ge Bustillos, Pablo Cobacango, Cristian Correa, Dayanara Hinojosa, Johanna Len,Diana Ramrez, Pal Silva, Gabriela Taipe, Mercedes Taipe, Silvia Vallejo y PatricioVerdesoto.

(*) Personal del Instituto Geofsico que se encuentra realizando estudios de posgrado en el ex-tranjero.

(**) Personal que trabaj activamente en el Instituto Geofsico.

Este trabajo est dedicado al amigo lector,que est interesado en compartir lo que conocemos sobre los volcanes del Ecuador.

Y al Cotopaxi, que nos ofrece a todos sus recursos y su belleza.

Dedicatoria

62

62 C Puyo

Los volcanes en el Ecuador

Figura 1. Arco volcnico del Ecuador (Modificado de Hall y Beate, 1991). Enlos Andes del Ecuador se ha podido identificar ms de 50 complejos volc-nicos, entre los cuales se cuentan ocho considerados como activos (con almenos una erupcin en tiempos histricos, es decir desde la llegada de losespaoles en 1532); y diez volcanes ms considerados como potencialmen-te activos (con erupciones ocurridas en los ltimos 10 mil aos).

62. Cono del Puyo

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Figura 3. Modelo digital de la zona proximal del Cotopaxi. Se incluyenlas principales poblaciones y los drenajes que nacen de los glaciares delvolcn. (RSa= ro Salto; RPt= ro Pita, RTy = ro Tamboyacu; RTa= roTambo; RCt= ro Cutuchi; RAq= ro Alaquez; QAg= quebrada Agualongo;QPh= quebrada Pucahuaycu; QSL= quebrada San Lorenzo; QSD= quebra-da San Diego; QBh= quebrada Burrohuaycu; QCm= quebradaCimarrones; QBa= quebrada Barrancas; EB= zona de El Boliche; PR= zonade Proao; LP= zona de Limpiopungu; MS= zona de Mariscal Sucre; SA= zona de San Agustn; SR: zona de San Ramn; MD= zona deMudadero; JP= zona de Jatunpamba; RF= Refugio; MR= Cerro Morurcu;HB= Hacienda Baos).

1. Introduccin

E l volcn Cotopaxi (Latitud 038 Sur; Longitud 7826Oeste; 5 897 msnm) es un gran estratovolcn1 activoubicado en la Cordillera Real de los Andes del Ecuador, a 60km al sureste de Quito y a 45 km al norte de Latacunga (Figs.1 y 2). Tiene una base de 16x19 km y un relieve que puede al-canzar entre 2 000 a 3 000 metros desde la base hasta la cima,mientras que las pendientes de sus flancos altos tienen hasta30 de inclinacin (Fig. 3).

El Cotopaxi est cubierto con un importante casquete gla-ciar cuya rea actual est calculada en ~14 km2 (aprox. 14 mi-llones de m2) y su volumen estimado en ~0.7 km3 (aprox. 700millones de m3) (Cceres, et al., 2004; Cceres, 2005). A causa de los vientos hmedos predominantes que vienen dela cuenca amaznica, los glaciares orientales del Cotopaxi ba-jan hasta la cota de ~4 600 m en el sector oriental del cono,mientras que en la zona occidental el glaciar llega solamentehasta la cota de 5 100 m (Fig. 3). En las ltimas dcadas se haobservado un claro retroceso de los glaciares que cubren stey otros volcanes ecuatorianos, como es el caso del Antisana,Chimborazo, Cayambe, Tungurahua e Iliniza. Este fenmenoes lento pero constante y probablemente est asociado al reca-lentamiento global del clima en la Tierra. En el caso del Co-topaxi, se han realizado estimaciones de la velocidad del retroceso del glaciar y de otros parmetros que sern discuti-dos ms adelante en otros captulos.

Los deshielos del Cotopaxi son drenados por numerosasquebradas, las cuales alimentan tres sistemas fluviales principa-les: 1) el ro Cutuchi al occidente y al sur; 2) el ro Tambo,

13

1 Los trminos en itlicas se encuentran definidos en el Glosario de esta obra.

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afluente del ro Napo, al oriente; y, 3) el ro Pita que corre ha-cia el norte (Fig. 3). Las laderas inferiores del volcn estn cu-biertas con vegetacin de pramo hasta los ~4 600 metros;ms arriba la vegetacin es escasa y se encuentran extensosarenales y vestigios del descongelamiento paulatino de losglaciares del volcn en las ltimas dcadas (Fig. 4).

El crter del Cotopaxi tiene una forma casi circular, con undimetro de ~800 m aproximadamente y una profundidad su-perior a los ~100 metros (Fig. 5). En el interior del crter, ascomo en sus bordes, se constata la presencia de continuasemanaciones fumarlicas.

Adems, este imponente volcn y las planicies y pramosaledaos constituyen el Parque Nacional del Cotopaxi, unazona turstica de recreacin y de reserva forestal y animal.Los visitantes del Parque del Cotopaxi se cuentan por milescada ao. Adems, las reas ubicadas en el Valle Interandinoal occidente del volcn son zonas agrcolas y ganaderas degran importancia en la economa de la regin.

Desde 1532 (principio de la poca histrica en el Ecuador)el Cotopaxi ha presentado cinco ciclos eruptivos principalesen los aos 1532-1534, 1742-1744, 1766-1768, 1853-1854 y

Figura 4. Fotografa del flanco norte del volcn Cotopaxi, visto desde la planicie deLimpiopungo (Foto P. Mothes).

1877-1880. Se reconoce que han ocurrido aproximadamentetrece (13) erupciones mayores dentro de estos cinco ciclos.Los fenmenos volcnicos asociados a todas esas erupcionesfueron: 1) cadas de ceniza, pmez y escoria; 2) coladas de la-va; 3) flujos piroclsticos; y, 4) flujos de lodo y escombros(lahares) (Hall y von Hillebrandt, 1988a). Estos fenmenosvolcnicos afectaron severamente las zonas aledaas al vol-cn, causando importantes daos a propiedades, especialmen-te al sector agropecuario, as como prdidas de vidas humanasy crisis econmicas regionales.

En los prximos captulos se presenta descripciones deta-lladas sobre los fenmenos volcnicos mencionados arriba.En el segundo captulo de esta obra se har una breve descrip-cin de la Historia Geolgica del Cotopaxi, con el fin deque el lector tenga una buena idea de los perodos de tiempo(tanto histricos como pre-histricos) que han sido necesariospara el desarrollo del volcn. En el tercer captulo se har unapresentacin detallada de cada uno de los Fenmenos Volc-nicos ocurridos durante las erupciones histricas y pre-hist-

Figura 5. Vista area del crter del volcn Cotopaxi, desde el sur-oriente. Ntese las impor-tantes superficies sin glaciar originadas por el calor existente cerca al crter. (Foto P. Ramn).

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ricas del Cotopaxi, donde se incluirn datos cuantitativos detales fenmenos, as como descripciones de las zonas amena-zadas por los mismos en caso de erupcin del Cotopaxi. El cuarto captulo presentar al lector los mltiples Mtodosde Monitoreo utilizados por el Instituto Geofsico para vigi-lar la actividad del volcn Cotopaxi. Finalmente, en el quintocaptulo se presentar una breve evaluacin de la ActividadActual del volcn a base de los mtodos de monitoreo utili-zados, as como una descripcin de los cuatro PotencialesEscenarios principales que podran presentarse en el futuroen caso de una nueva erupcin del Cotopaxi.

Adems, se presenta una serie de Anexos, en los cuales sepuede encontrar informacin detallada que no haba sido in-cluida en el cuerpo del texto principal con el fin de no oscu-recerlo. Se describe en los anexos: 1) los efectos de las cadasde ceniza; 2) el significado y los criterios para cuantificar el ndice de Explosividad Volcnica (VEI); 3) testimonios dealgunas erupciones histricas del Cotopaxi; 4) un cuadro de resumen de toda la actividad histrica del Cotopaxi; 5) la importancia de las observaciones realizadas por turistasy andinistas; 6) un diagrama para que el lector lleve un con-trol de la actividad ssmica del Cotopaxi; 7) una excursin deobservacin de los depsitos del Cotopaxi; y, 8) un resumendidctico sobre el origen del volcanismo en el Ecuador.

Esperamos que esta obra ayude al lector a tener una mejoridea sobre los peligros volcnicos asociados con el Cotopaxi,y que como consecuencia asuma con mayor seguridad y res-ponsabilidad su rol en las tareas de mitigacin del peligro volcnico. El objetivo primordial de esta obra es, sobre todo,permitir que el lector reciba con mayor facilidad las informa-ciones que sobre el Cotopaxi le sean entregadas en el futuro,y que en l nazca un espritu previsor y de crtica positiva.

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C omo la gran mayora de volcanes de la Tierra, el Coto-paxi tiene una historia de actividad relativamente larga. El paisaje y las formas que observamos actualmente en el vol-cn son la consecuencia de una serie ms o menos complejade sucesivos eventos geolgicos y volcnicos.

El Cotopaxi ha llamado la atencin de cientficos y expe-dicionarios desde hace ya varios siglos. As, las primeras des-cripciones geolgicas del volcn y sus erupciones fueron hechas por clebres cientficos como La Condamine (1751),Humboldt (1810), Reiss (1874), Sodiro (1877), Wolf (1878,1904), Whymper (1892), Stbel (1903), Reiss y Stbel (1904)y Martnez (1932a, 1932b). Ms recientemente, a partir de losaos de 1970, los estudios geolgicos ms importantes delvolcn y de sus peligros potenciales han sido llevados a cabopor Hradecka, et al. (1974), Hall (1977), Miller, et al. (1978),Hall y Hillebrandt (1988a, 1988b), Hall y Mothes (1992), Bar-beri, et al. (1995), Mothes, et al. (1998), Hall, et al. (2004a,2004b y 2005) y Ettinger, et al. (2005).

La historia geolgica del Volcn Cotopaxi que presenta-mos aqu es un resumen del trabajo recientemente publicadopor Hall, et al. (2005): Mapa Geolgico del Volcn Cotopaxi(escala 1:50 000). Este trabajo representa ms de 20 aos derecopilacin sistemtica de datos de campo y de laboratorio,que han permitido adquirir un gran conocimiento de la evolu-cin del Cotopaxi en el tiempo.

2. Historia geolgica del volcn Cotopaxi

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EL PERODO PRE-HISTRICO

Los vestigios ms antiguos: la fase rioltica del Cotopaxi I

Los depsitos ms antiguos de la actividad volcnica delCotopaxi tienen ms de ~500 ka de edad, y corresponden a unantiguo complejo volcnico que ha sido bautizado como Co-topaxi I. En nuestros das, esos depsitos aparecen solamen-te en el flanco sur y sur-occidente del cono actual, en las pro-fundas quebradas de los ros Barrancas (Simarrones), Burro-huaicu, Saquimala y San Lorenzo (Fig. 6). Si bien muchos delos depsitos originales han sido erosionados, el estudio delos remanentes muestra que entre 560 y 420 ka AP (Antes delPresente), el Cotopaxi I tuvo una actividad principalmente ca-racterizada por erupciones de magmas riolticos.

En ese tiempo, el Cotopaxi tena un aspecto bastante dife-rente al actual, ya que no estaba formado por un alto edificiocnico, sino por un grupo de domos de lava rioltica alineadossobre una fractura arqueada de ~8 km de largo. Se piensa que,en conjunto, el Cotopaxi estaba conformando una caldera si-milar al volcn Quilotoa, pero de dimensiones ms importan-tes. Los estudios geolgicos muestran que las erupciones deeste complejo eran de gran magnitud. Cuando las erupcionesfueron muy explosivas, se formaron voluminosos flujos piro-clsticos que viajaron por ms de 17 km hacia el sur-occiden-te del volcn, y se produjeron extensas cadas de piroclastos(ceniza y pmez), que cubrieron zonas ubicadas a ms de 30km al sur del cono (Fig. 6). En cambio, cuando las erupcioneseran poco explosivas se formaban domos de lavas riolticas yde obsidiana, algunos de los cuales an se pueden observar alsur del cono actual.

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La fase andestica del Cotopaxi I

Luego vino un perodo de actividad caracterizado por lapresencia de magmas de tipo andestico en el Cotopaxi I. Laserupciones fueron entonces menos explosivas, caracterizadasprincipalmente por la presencia de grandes flujos de lava y pequeas cadas de escoria y ceniza volcnica (Fig. 6). Es-tos eventos construyeron poco a poco un edificio cnico, pro-bablemente similar al actual, cuyos vestigios estn represen-tados actualmente por el cerro Morurcu (4 850 m), al sur delvolcn. A medida que este volcn andestico se construa,tambin estuvo sujeto a fuertes fenmenos de erosin por gla-ciares y por ros.

Evidencias importantes de este perodo tambin se obser-van a lo largo del can del ro Pita, al norte del Cotopaxi(Figs. 2 y 3). En esta zona se pueden encontrar al menos cin-co grandes flujos de lava andestica, de varios metros de es-pesor, que recorrieron distancias de entre 23 y 40 km al nortedel volcn, as como depsitos de lahares intercalados en laslavas (Fig. 6).

No se conoce la edad exacta del perodo de actividad ande-stica del Cotopaxi I, pero por evidencias indirectas se sabeque ocurri poco tiempo despus de 420 ka AP, es decir, des-pus de la fase rioltica. Luego de este perodo andestico, pa-rece que el volcn entr en una larga pausa de actividad quese extendi por cerca de 350 ka.

Un largo descanso: las Unidades Cangahua y Chalupas

Como ya se haba mencionado, luego de la fase andesticadel Cotopaxi I hubo un largo perodo de calma en el Cotopa-xi. Sin embargo, en ese perodo de tiempo se depositaron y

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cubrieron la zona del volcn dos importantes Unidades geol-gicas, productos de la intensa actividad volcnica en zonascercanas de los Andes ecuatorianos.

La primera es la Unidad Cangahua, que consiste en undepsito de color caf claro hasta habano, de varios metros deespesor, compuesto de capas sucesivas de cenizas finas endu-recidas. La Unidad Cangahua aparece en casi todo el norte delos Andes del Ecuador. La deposicin de esta extensa capa re-presenta un perodo de tiempo de ms de 300 ka de duracin.

La segunda capa importante es la Unidad de la Ignimbri-ta Chalupas, que es un enorme depsito de varias decenas demetros de espesor, de color gris claro hasta casi blanco y quecontiene abundante ceniza y pmez fibrosa de color blanco ogrisceo (Fig. 6). Es comn observar esta capa a lo largo delValle Interandino, desde Riobamba al sur, hasta Tumbaco alnorte. Este depsito corresponde a una erupcin gigantesca, lacual form la caldera de Chalupas, ubicada a menos de 10 kmal sureste del Cotopaxi (Figs. 1 y 6). Las dataciones radiom-tricas y los estudios geolgicos (Hammersley y De Paolo,2002) indican que esa erupcin ocurri hace cerca de 200 kaAP y se ha calculado que el volumen del depsito es de apro-ximadamente 100 km3 (Beate).

Como se haba dicho, estas dos Unidades geolgicas cu-brieron casi por completo la zona del Cotopaxi I con depsi-tos de varios metros de espesor, mientras que el volcn per-maneca aparentemente sin actividad.

Vigorosa reactivacin: el Cotopaxi II-A

Luego del largo reposo de unos 350 ka, empez una nuevaetapa de gran actividad en el Cotopaxi hace ~13,2 ka AP,cuando el volcn comenz nuevamente a construir un edificio

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que ha sido bautizado como Cotopaxi II-A (Fig. 7). La prin-cipal caracterstica de la actividad del Cotopaxi II-A fue laocurrencia de una serie grandes erupciones riolticas (mag-mas riolticos). Los estudios geolgicos muestran que al me-nos cinco de estas erupciones riolticas ocurrieron entre13 200 y 4 500 aos AP.

Por su naturaleza altamente explosiva las erupciones riol-ticas del Cotopaxi II-A produjeron extensas cadas de pmezy ceniza, algunas de las cuales tienen espesores importantesincluso en las zonas actuales de Sigchos (50 km al W), Quito(60 km al N), Papallacta (65 km al NE), Cosanga (65 km alE) y Coca (165 km al E). Las erupciones riolticas tambinprodujeron grandes flujos piroclsticos que fluyeron hasta por40 km al N y hasta por 20 km al W y al E del volcn (Fig. 7).Adems de las riolticas, tambin ocurrieron frecuentes erup-ciones andesticas, de tamao mucho menor, que contribuye-ron a la formacin del edificio del Cotopaxi II-A.

La ltima erupcin rioltica, ocurrida hace 4 500 aos AP,fue de carcter catastrfico: luego de casi 9 000 aos de acti-vidad, el Cotopaxi II-A seguramente haba formado un granedificio volcnico, el mismo que se volvi inestable en eltranscurso de esta erupcin. Como consecuencia, un gran sec-tor del flanco noreste del edificio se derrumb formando unaavalancha de escombros de volumen formidable (2,1 km3) cu-yos remanentes conforman el gran campo de colinas de dece-nas de metros de altura que se observan al pie noreste del co-no actual (Fig. 21). La avalancha fue precedida y seguida porgrandes flujos piroclsticos (Fig. 8; Hall, et al., 2005). La combinacin de estos eventos, sumados a la gran porcindel glaciar que se fundi casi instantneamente, dio lugar a laformacin de un lahar de tamao gigantesco, conocido comoLahar del Valle de Los Chillos. Este lahar es probablemente

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el ms grande que haya formado el Cotopaxi en toda su histo-ria y fluy sobre todo por los ros Pita, San Pedro y Guaylla-bamba hacia el norte hasta llegar al ocano Pacfico a travsdel ro Esmeraldas. El volumen del depsito de este enormelahar ha sido calculado en 3,8 km3 (Mothes, et al., 1998). Du-rante esta erupcin, tambin ocurrieron lahares de importan-cia hacia el sur, sobre el ro Cutuchi, y hacia el oriente, sobreel ro Tamboyacu (Fig. 8).

Al final de esta ltima erupcin rioltica, casi la cuarta parte del edificio del Cotopaxi II-A haba quedado destruida.

Actividad andestica actual: el Cotopaxi II-B

Desde el final catastrfico del Cotopaxi II-A hace 4 500aos, la actividad en el volcn ha continuado de manera persis-tente hasta la actualidad. Todas las erupciones que han ocurri-do desde entonces han sido de carcter andestico (magmas an-desticos), siendo la excepcin una pequea erupcin riolticaocurrida hace 2 100 aos AP. Todas estas erupciones han cons-truido poco a poco una gran parte del edificio que observamosactualmente, conocido como Cotopaxi II-B. Especialmente,se nota que entre 4 060 y 1 195 aos AP se produjeron grandeserupciones de coladas de lava que fluyeron sobre todo al norte,este y oeste del cono actual (Figs. 8 y 9).

En la estratigrafa del Cotopaxi II-B se puede reconocer almenos 18 ciclos eruptivos, los cuales comprenden ms de 43erupciones de magnitud moderada a grande (VEI 3). Cada ci-clo se caracteriza por un patrn de fenmenos eruptivos simi-lares, los mismos que incluyen cadas plinianas de escoria o pmez, flujos piroclsticos de escoria o pmez, coladas delava y extensos flujos de escombros (lahares) (Figs. 9 y 11).

EL PERODO HISTRICO

Sin duda varias de las culturas pre-hispnicas del Ecuadorfueron testigos de mltiples erupciones del Cotopaxi y proba-blemente tuvieron un conocimiento importante de su tipo deactividad y peligros asociados. Desafortunadamente, esos co-nocimientos no fueron registrados en lengua escrita y se hanperdido con el tiempo. Solamente luego de la llegada de losespaoles a tierras ecuatorianas, en 1532, empieza a describir-se con cierto detalle la historia de las erupciones del Cotopa-xi (Figs. 9 y 10, Anexos 3 y 4).

As, se sabe que durante los ltimos 500 aos el Cotopaxiha tenido ciclos eruptivos con un promedio de una vez por si-glo, los mismos que ocurrieron en: 1532-1534, 1742-1744,1766-1768, 1854-1855 y 1877-1880. Sorprendentemente, elsiglo XX no fue testigo de ninguna erupcin importante de es-te volcn y ya se han cumplido 128 aos desde la ltima granerupcin, ocurrida el 26 de junio de 1877. Del primer cicloeruptivo histrico (1532-1534) se tiene pocos documentosque aporten detalles, sin embargo, parece claro que el volcnque estaba en erupcin justamente a la llegada de los prime-ros conquistadores espaoles a la serrana ecuatoriana fue elCotopaxi. Del resto de erupciones histricas vamos a presen-tar breves descripciones a continuacin.

Siglo XVIII

Aparentemente, luego de las erupciones de 1532-1534 el Cotopaxi entr en un perodo de tranquilidad que dur msde 200 aos. Sin embargo, entre junio y diciembre de 1742nuevamente ocurrieron erupciones explosivas que produjeronlluvias de ceniza e importantes lahares que destruyeronpuentes, casas, obrajes y haciendas, y arrebataron personas yganados en nmero muy crecido (Sodiro, 1877).

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En 1743 y en la mayor parte de 1744, la actividad del vol-cn estuvo caracterizada principalmente por emisiones de ce-niza y pequeas explosiones. Pero en noviembre de 1744 nue-vamente ocurri un episodio eruptivo mayor con formacinde flujos piroclsticos que derritieron partes del glaciar delvolcn y provocaron lahares aun mayores que los de 1742 enlos valles de Latacunga y Los Chillos.

Solamente dos dcadas despus, en febrero de 1766 y enabril de 1768, ocurrieron nuevas grandes erupciones del Co-topaxi. En ambos casos se volvieron a producir lahares porderretimiento del glaciar del volcn, pero adems las lluviasde ceniza asociadas a las erupciones fueron tan extensas quellegaron incluso hasta Pasto (Colombia) (Egred, en prep.).

Siglo XIX

Luego de 1768 nuevamente se produjo un perodo de bajaactividad volcnica de 86 aos de duracin, durante los cua-les solamente parecen haber ocurrido espordicamente algu-nas emisiones de ceniza y tal vez pequeas explosiones. Sinembargo, en septiembre de 1853 hubo un importante incre-mento en la actividad que produjo cadas de ceniza y laharesdestructivos en el ro Cutuchi. An en 12 y 13 de septiembredel ao siguiente (1854) hubo en Quito lluvia de ceniza atri-buida comnmente al Cotopaxi por los bramidos sordos quela acompaaban y que parecan venir del cerro (Fig. 10) (So-diro, 1877).

La ltima gran erupcin: 26 de junio de 1877

Desde principios de 1877, el Cotopaxi haba empezadonuevamente a presentar emisiones de ceniza y explosiones detamao pequeo a moderado. Para junio del mismo ao, la

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actividad se haba incrementado notablemente, tanto as queel da 26 se produjo una fase eruptiva de magnitud suficientepara formar flujos piroclsticos. Las descripciones de los he-chos ocurridos en ese da, realizadas por Luis Sodiro (1877) yTeodoro Wolf (1878, ver Anexo 3), hablan de derrames delavas que se desbordaron desde el crter del Cotopaxi. Sinembargo, el fenmeno que ambos autores describen no co-rresponde a una colada de lava, sino ms bien a flujos pi-roclsticos. Este tipo de confusin de trminos es comn enlas descripciones antiguas, pero toda duda se despeja cuandoexisten descripciones detalladas de los fenmenos ocurridos y de sus depsitos, lo que es el caso en las reseas de Sodiroy Wolf. Textualmente Wolf indic que la lava no se derrama-ba en una o algunas corrientes, sino igualmente en todo el pe-rmetro del crter, sobre el borde ms bajo, as como sobre lacspide ms alta. Wolf explica tambin que las lavas fue-ron derramadas en un intervalo de tiempo de entre 15-30 minutos, y enfatiza que el fenmeno tuvo lugar de forma vio-

Figura 10. Cotopaxi, leo por Frederic E. Church (1862-1865). Nohay duda que gran parte del paisaje representado por el pintor es ficti-cio, pero es muy probable que la parte de la composicin correspondien-te al volcn en actividad est apegada a la realidad del siglo XIX.

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lenta, con una gran ebullicin de las masas gneas desde elcrter que rpidamente cubrieron todo el cono del Cotopaxi.Estas descripciones no dejan duda alguna de que los fenme-nos ocurridos fueron flujos piroclsticos (Figs. 11 y 16).

Sin embargo, para ambos autores, los fenmenos ms re-marcables de los sucedidos el 26 de junio de 1877 fueron loslahares (flujos de lodo y escombros) que ocurrieron en los rosPita, Cutuchi y Tamboyacu, sobre todo por la gran destruc-cin que provocaron a todo lo largo de los tres drenajes (Fig.11). Ya en aquella poca, ambos autores concluyeron que elorigen de los lahares fue el sbito y extenso derretimiento quesufri parte del glaciar del Cotopaxi al tomar contacto con losderrames de lava (flujos piroclsticos).

Las descripciones de los daos provocados por estos fen-menos son extensas y no sern incluidas aqu, si bien puedenser consultadas con mayor detalle en el Anexo 3. Lo que valeresaltar es que, en la mayora de los casos, los lahares fuerontan caudalosos que rebosaron fcilmente los cauces naturalesde los ros, provocando extensas inundaciones de lodo y des-truccin en las zonas aledaas. Segn Wolf, los lahares tuvie-ron velocidades tales que se tardaron algo ms de media horaen llegar a Latacunga, poco menos de 1 hora en llegar el Valle de los Chillos, cerca de tres horas en llegar a la zona de Baos (Tungurahua) y cerca de 18 horas en llegar a la de-sembocadura del ro Esmeraldas en el ocano Pacfico. Asom-brado, Sodiro escribi que los lahares fluan con gran mpetusin que nada pudiese [] oponer algn dique a su curso des-tructor, ni siquiera presentarle la ms mnima resistencia.Ms adelante, en la seccin Fenmenos volcnicos observa-dos en el Cotopaxi volveremos a hablar sobre estos impre-sionantes fenmenos.

Finalmente, como en todas sus erupciones, el Cotopaxitambin se produjo una importante lluvia de ceniza el 26 dejunio de 1877 (Fig. 11). Este fenmeno ocurri principalmen-te en las zonas que se encuentran al occidente y nor-occiden-te del volcn, debido a la direccin predominante de los vien-tos. Una de las poblaciones ms afectadas por la lluvia de ce-niza ese da fue Machachi, donde se deposit una capa de ca-si 2 cm de espesor. En Quito la acumulacin lleg a los 6 mm,siendo menor en Latacunga y ausente al sur de Ambato (So-diro, 1877).

Ms hacia el occidente, en las estribaciones de la Cordille-ra Occidental y en la Costa ecuatoriana, la cada de ceniza pa-rece haber sido muy extensa y haber durado por varios das.Sodiro indica que conoci reportes de lluvias de ceniza ocu-rridas en las provincias de Manab y Esmeraldas, mientrasWolf afirma que en Guayaquil la lluvia [de ceniza] empezel 26 de junio en el maana y dur con breves interrupcioneshasta el 1ero. de julio. En todo caso, las acumulaciones deceniza seguramente no superaron unos pocos milmetros deespesor sobre la zona costera del Ecuador. Sin embargo, valerecordar aqu que durante las erupciones del Guagua Pichin-cha en 1 999 y del Reventador en 2 002, las acumulaciones deceniza en Quito no superaron los 3-4 mm de espesor, pero enambos casos fueron suficientes para paralizar completamentela ciudad por varios das, provocando enormes prdidas eco-nmicas. Lo mismo puede ser previsto para las zonas costerasdel Ecuador en caso de ocurrir una gran erupcin del Cotopa-xi en el futuro.

La erupcin del 26 de junio de 1877 puede ser considera-da como la erupcin tpica del Cotopaxi en cuanto tiene quever con los fenmenos volcnicos ocurridos. Sin embargo, losestudios geolgicos y volcanolgicos del Cotopaxi indican

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claramente que este volcn es capaz de dar lugar a eventos demucho mayor tamao. Efectivamente, por ejemplo, en lugarescomo el Valle de los Chillos o Salcedo se puede apreciar quelos lahares asociados a las erupciones de 1742 1768 fueronde tamao mayor a los de 1877 (Fig. 20). Asimismo, en loscortes de la carretera Panamericana, en el tramo entre El Boli-che y Lasso, se puede observar que las cadas de ceniza y p-mez de muchas erupciones pasadas tienen espesores muy su-periores al de la cada de ceniza de 1877 (Fig. 18). El propioSodiro ya se haba dado cuenta de esto y escribi en su relatode 1877: Qu diferencia entre sta y las grandes erupcionesantiguas, algunas de las cuales han producido uno, dos y anms metros de espesor [de cada de piroclastos]! De la presen-te no ha de quedar ningn indicio en la estratificacin terres-tre. Esta afirmacin de Sodiro result certera solo en cuanto ala cada de ceniza, cuyo rastro es difcil de encontrar actual-mente en lugares situados a ms de 10 km del crter; pero nolo es en cuanto a los depsitos de los lahares de 1877, los cua-les pueden ser observados con cierta facilidad en diversos pun-tos a todo lo largo de los ros Pita, Cutuchi y Tamboyacu.

Luego de esta erupcin, el Cotopaxi continu con activi-dad moderada a leve por varios aos. Los reportes escritos ha-blan principalmente de explosiones espordicas y emisionesque provocaron algunas cadas leves de ceniza en diversossectores del flanco occidental. Incluso, en un texto de mayode 1914, se escribe que el Cotopaxi estaba como de costum-bre, con una columna de humo sobre el crter. El ltimo re-porte de actividad en el volcn corresponde a una posible explosin de pequeo tamao ocurrida en febrero de 1942(Egred, en prep.), si bien esta fecha no ha podido ser confir-mada con toda certeza.

Acontinuacin pasamos a describir con detalle los diferen-tes tipos de fenmenos volcnicos que pueden tener lugar durante una erupcin del volcn Cotopaxi. Los fenme-nos son presentados en orden de peligrosidad, desde el msinofensivo hasta el que ms daos causara en caso de ocurriren el futuro prximo. Si el lector quisiera obtener mayores detalles sobre las zonas de peligro asociadas a cada fenme-no de los presentados aqu, se le recomienda consultar lasnuevas ediciones de los Mapas de Peligros Volcnicos de lasZonas Norte y Sur del Cotopaxi, publicados por el InstitutoGeofsico de la Escuela Politcnica Nacional (Hall, et al.,2004a y 2004b).

SISMOS VOLCNICOS

La gran mayora de volcanes casi siempre presentan acti-vidad ssmica, aun cuando se encuentren dormidos o enperodos de calma. Esta actividad ssmica suele estar repre-sentada por la ocurrencia de unos pocos sismos diarios, quepueden ser solamente detectados mediante una red de sism-grafos instalada en el volcn. Sin embargo, en las semanas omeses que preceden a una erupcin y durante la misma, nor-malmente ocurre un importante aumento en el nmero y tipode sismos localizados en las cercanas o bajo el cono del vol-cn. Solamente en ocasiones excepcionales estos sismos sonsentidos por la poblacin que habita cerca del volcn.

3. Tipos de fenmenos volcnicos ocurridos en el volcn Cotopaxi

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La actividad ssmica, lejos de afectar a los pobladores quehabitan en las cercanas, resulta relativamente beneficiosa pa-ra la comunidad pues permite a los cientficos comprendermejor los procesos que ocurren al interior del volcn y antici-parse a la ocurrencia de una erupcin (Fig. 12). En general, lareactivacin de un volcn casi siempre est precedida y acom-paada por un importante aumento en el nmero de sismos,aunque por su magnitud no son capaces de afectar las edifica-ciones en los alrededores del volcn.

Peligros: En las erupciones pasadas del Cotopaxi, ha sidocomn que las personas que habitan en las cercanas sientanalgunos de estos sismos, especialmente poco antes o durantelos perodos de erupcin; sin embargo, en ninguna ocasinconocida estos eventos provocaron daos importantes a lasedificaciones.

GASES VOLCNICOS

Antes, durante y despus de una erupcin volcnica es co-mn detectar un notable aumento en la cantidad y tipo de ga-ses emitidos por un volcn. Tales gases son de origen magm-tico y consisten principalmente de vapor de agua; sin embar-go, siempre existen tambin cantidades variables de otros ga-ses que pueden resultar peligrosos para los seres vivos, talescomo SO2 (dixido de azufre), HCl (cido clorhdrico), CO2(dixido de carbono), o CO (monxido de carbono). En las zo-nas donde soplan continuamente vientos fuertes, estos gases sedispersan y diluyen rpidamente; no obstante, en depresionesy partes bajas con poco viento, estos gases se pueden acumu-lar y alcanzar concentraciones letales. Por otro lado, existentambin gases txicos como el cido fluorhdrico (HF) y elazufre (S2) que se adhieren a la ceniza y producen la contami-nacin del suelo y las aguas. Adicionalmente, los gases de una

Figura 12. Algunos tipos comunes de sismos volcnicos registrados en el Cotopaxi me-diante la red de sismgrafos del Instituto Geofsico-EPN (ver tambin, Captulo 4, Figs.23 y 34).

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columna eruptiva pueden mezclarse con el agua atmosfricaprovocando lluvias cidas que podran afectar a las plantas yanimales, as como a los techos de zinc y otros materiales me-tlicos que pueden sufrir una fuerte corrosin.

En las descripciones de las erupciones histricas del Coto-paxi casi nunca se hace mencin de los efectos provocadospor los gases volcnicos. Esto no quiere decir que no huboemisin de gases, sino que seguramente sus efectos fueronbastante menores comparados con los de otros fenmenosvolcnicos. Tambin influye la gran altura a la que se encuen-tra el crter del Cotopaxi y que la poblacin que habita per-manentemente en las cercanas del volcn siempre ha sidomuy reducida como para haber reportado noticias sobre lapresencia o efectos de los gases volcnicos. Lo mismo puededecirse de zonas distantes al volcn, sobre todo en la cordille-ra Occidental, donde seguramente ha habido una fuerte pre-sencia de gases volcnicos en erupciones pasadas, pero pocostestigos para describirlo. Sin embargo, recordemos el caso dela ciudad de Quito durante la erupcin del Reventador en no-viembre de 2002, cuando los gases emanados por el volcntuvieron un importante impacto sobre la ciudad.

Peligros: El contacto directo con altas concentraciones degases volcnicos puede provocar irritacin en los ojos, boca ynariz de hombres y animales, as como la destruccin de la ve-getacin. Especialmente, ciertos gases volcnicos puedenreaccionar con el agua de la atmsfera para formar compues-tos cidos, lo cuales dan lugar a la ocurrencia de lluvias ci-das altamente corrosivas (por ejemplo el dixido de azufrereacciona con el agua para formar cido sulfrico). Las llu-vias cidas pueden provocar serios problemas a la agriculturay a la ganadera, as como contaminar fuentes de agua potableen zonas extensas.

FLUJOS DE LAVA

Definicin: Se los conoce tambin con el nombre de co-ladas o derrames de lava. La lava es roca fundida, es decir,roca en estado lquido, que es derramada desde un crter odesde una fisura de un volcn y que fluye de forma similar aun lquido por los flancos y quebradas. Para que una lava co-mo las del Cotopaxi (o en general de la mayora de volcanesecuatorianos) se encuentre en estado lquido es necesario quetenga una temperatura muy elevada, por lo general superior a900 C, y para que pueda fluir es necesario que su viscosidadsea relativamente baja. La capacidad de fluir de una lava esms tpica cuando los magmas son andesticos o baslticos.De todas maneras, las velocidades que alcanzan las coladas delava no son importantes y generalmente no superan los pocoskilmetros por hora (caso de los basaltos) o las decenas demetros por hora (caso de las andesitas), lo que indica que

Figura 13. Fotografa area de una colada de lava que descendi por el flanco nor-oes-te del Cotopaxi hasta la zona de Limpiopungu. Esta colada fluy solamente por ~7 kmdesde el crter del volcn hasta detenerse a la base del cono. (Foto: M. Hall).

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este tipo de lquido fluye con mucha dificultad. El resultadode esto es que, una vez quietos, los flujos de lava estn con-formados por roca maciza y tienen un aspecto similar a unasenormes gotas de cera congelada (Fig. 13); sin embargo, hayque mencionar que el interior de un flujo de lava puede per-manecer caliente (200-300 C) por varios meses y an aosdespus de haberse detenido. Los flujos de lava ocurren pre-ferentemente durante fases eruptivas poco explosivas, cuandoel magma tiene un bajo contenido de gases.Historia: Las coladas de lava han sido, sin duda, fenme-nos bastante comunes en la evolucin geolgica del Cotopa-xi, en las pocas histricas y sobre todo en las pre-histricas.De hecho, la sucesiva acumulacin y apilamiento de coladasde lava intercaladas con cadas de escoria y pmez es lo queha construido poco a poco el cono del Cotopaxi a lo largo desu historia. El ltimo flujo de lava ocurrido en el Cotopaxi co-rresponde a una fase eruptiva de 1853, cuando se registr unacolada que descendi por el flanco oriental. Todos los flujosde lava que se han producido en el Cotopaxi en los ltimos4 000 aos tienen composicin andestica y solamente hanviajado por 6-8 km hasta los pies del volcn antes de detener-se y enfriarse, aunque hay unos pocos que han recorrido has-ta 16 km, por ejemplo el flujo de San Agustn, que fluy ha-cia el occidente del cono actual (Fig. 8).Peligros: Una lava que hubiere llenado el crter del Coto-paxi y que empiece a derramarse por sus bordes, lo har porlas partes ms bajas del mismo. Es as que se puede preverque los flancos orientales y occidentales del Cotopaxi podranser afectados por estos fenmenos, mientras que su ocurren-cia hacia los flancos norte o sur es mucho menos probable, a no ser que sucedan a travs de fracturas y no desde el crter(Fig. 14). Una vez fuera del crter, una colada de lava podra

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provocar fcilmente la fusin de partes del glaciar del volcn,sin embargo, dada su baja velocidad y limitada extensin, lafusin del glaciar sera un proceso lento y poco eficaz. Los es-tudios tericos han demostrado que, a pesar del evidente con-traste de temperaturas entre la lava y el hielo, la superficie decontacto entre ambos materiales es muy limitada, lo que re-sulta en una deficiente transferencia de calor, que se traduceen una fusin lenta y limitada del glaciar, que seguramenteno dara lugar a la formacin de lahares grandes. Por el con-trario, cuando una colada de lava se encuentra en los flancosaltos del volcn, su parte frontal puede solidificarse, volverseinestable y derrumbarse bajo la accin de la gravedad, for-mando un tipo especial de flujo piroclstico conocido comoflujo de bloques y ceniza, el mismo que s sera capaz deprovocar una disrupcin y fusin ms extensa del glaciar.

DOMOS DE LAVA

Definicin: Los domos se forman cuando el magma tieneuna viscosidad tan alta que casi no puede fluir al llegar a su-perficie, y ms bien empieza a aglutinarse y enfriarse lenta-mente sobre el crter o fractura por donde est saliendo. Estecomportamiento es ms tpico de los magmas dacticos y rio-lticos, como fue el caso del volcn Guagua Pichincha en1999. La formacin de un domo de lava implica una gran acu-mulacin de rocas calientes en una superficie relativamentepequea. Es por esto que generalmente los domos son estruc-turas poco estables y tienden a derrumbarse fcilmente bajo elefecto de la gravedad. El resultado de tales derrumbes puedeser la formacin de un tipo especial de flujo piroclstico debloques y ceniza, cuya temperatura puede ser bastante alta(300-500 C) y que puede estar acompaado de explosionesvolcnicas de tamao variable.

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Historia: Como hemos visto (ver Captulo 2), en los lti-mos 4 000 aos la actividad del Cotopaxi ha estado caracteri-zada principalmente por la erupcin de magmas andesticosy por lo tanto no se ha observado la presencia o formacin dedomos de lava. Sin embargo, vale recordar que durante la ac-tividad del Cotopaxi I, hace ~500 ka AP, la formacin de domos de lava fue un fenmeno comn ya que los magmasfueron riolticos (Fig. 6). En ciertos depsitos antiguos sepuede observar que algunas erupciones provocaron fuertesexplosiones de domos, que proyectaron fragmentos de rocahasta a 10 km de distancia.

Peligros: En caso de formarse un domo sobre el crter delCotopaxi, cualquier flanco podra ser afectado por un flujo pi-roclstico de bloques y ceniza (Fig. 14), que podra provo-car una fusin importante del glaciar y formar lahares de ta-mao considerable. De todas maneras, por lo que se conocesobre la historia del Cotopaxi de los ltimos 4 000 aos, laformacin de domos de lava es un fenmeno poco probable.

FLUJOS PIROCLSTICOS (nubes ardientes)

Definicin: Los flujos piroclsticos son mezclas muy ca-lientes (frecuentemente de temperatura mayor a 500 C) degases, ceniza y fragmentos de roca, que descienden desde elcrter en forma de avalancha por los flancos del volcn, des-plazndose a grandes velocidades (a veces > 200 kilmetrospor hora) y que ocurren generalmente de forma sbita e im-predecible durante fases eruptivas fuertes y explosivas. Es poresto que tambin se las conoce con el nombre de nubes ar-dientes. Los flujos piroclsticos constan de dos partes; uncomponente inferior, ms denso, constituido por ceniza, frag-

Figura 15. Arriba: fotografa de flujos piroclsticos descendiendo por los flancos del volcn Ma-yn (Filipinas) durante una erupcin en septiembre de 1984. Abajo: esquema del aspecto de losflujos piroclsticos descendiendo sobre los flancos del Cotopaxi. (Foto cortesa de C. Newhall,USGS).

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mentos de roca y bloques de escoria, que se desplaza por elfondo de los valles y quebradas; y, un componente superior,mucho menos denso pero ms voluminoso, constituido ma-yormente por ceniza volcnica y gases calientes, que se des-plaza por sobre el componente inferior, pudiendo salir de losvalles y sobrepasar relieves importantes (Fig. 15). Historia: Los flujos piroclsticos siempre han sido fenme-nos muy comunes en las erupciones del Cotopaxi; se los reco-noce fcilmente por el sinnmero de grandes bloques redon-dos de escoria negra que contienen sus depsitos (Fig. 16).Los estudios geolgicos detallados (Hall, et al., 2005) mues-tran que estos fenmenos han ocurrido en prcticamente todoslos ciclos eruptivos de los ltimos 2000 aos. En cambio, enla historia escrita los reportes de flujos piroclsticos no sonexplcitos a excepcin del caso de la erupcin del 26 de juniode 1877 (Sodiro, 1877 y Wolf, 1878). Sin embargo, se puedereconocer la ocurrencia de estos fenmenos durante las erup-ciones de 1742, 1744, 1766 y 1768 por los depsitos observa-dos en las cercanas del volcn, y debido a que en los cuatrocasos se produjeron lahares de gran tamao que descendieronpor los ros Cutuchi y Pita.

Peligros: En el caso del Cotopaxi (Hall, et al., 2005), losflujos piroclsticos se originan de tres formas principales: 1) por el desborde de material piroclstico sobre el borde delcrter (proceso conocido como boiling over, ocurrido en1877); 2) por el colapso de una columna eruptiva que sea mu-cho ms densa que la atmsfera y que empiece a caer por supropio peso; y, 3) por el colapso del frente de una colada delava derramada sobre los flancos del cono, o de un domo delava formado sobre el crter (ver Flujos y Domos de Lavams arriba). Los flujos piroclsticos producidos por los dosprimeros mecanismos podran afectar varios flancos del vol-

Figura 16. Fotografa del depsito dejado por un flujo piroclstico ocurrido en el flanco nor-orien-tal del Cotopaxi, luego de la erupcin del 26 de junio de 1877. Ntese la forma alargada del dep-sito y que, en el Cotopaxi, uno de los componentes principales de estos flujos son bloques de esco-ria negra de diversos tamaos. La flecha indica el sentido de movimiento del flujo al momento dedepositarse. (Foto: P. Mothes).

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cn simultneamente (Fig. 15), mientras que los producidospor el derrumbe de un flujo o domo de lava, afectaran losflancos inmediatamente inferiores a dicho domo o flujo de la-va, siendo en general los flancos oriental y occidental los mspropensos a ser afectados por estos fenmenos (Fig. 14).

En las erupciones andesticas de los ltimos 4 000 aos,con VEI= 2-4,5, los flujos piroclsticos han recorrido distan-cias de entre 4 y 9 km desde el crter, si bien durante algunaserupciones de este perodo y otras ms antiguas (con VEI>4,5) han alcanzado distancias mayores a 20 km. As, en el ca-so del Cotopaxi los flujos piroclsticos representan peligrosmenores, pues la gran mayora de las zonas pobladas se en-cuentran fuera de su alcance. Sin embargo, zonas como el Re-fugio, Tambopaxi, Mudadero, Limpiopungo y el Campamen-to Mariscal Sucre (Fig. 3), que cuentan con importantes po-blaciones flotantes de turistas, se encuentran efectivamentedentro del rea que podra ser alcanzada por los flujos piro-clsticos (Fig. 14). Debido a que es casi imposible predecir suocurrencia y a que la probabilidad de sobrevivir al impacto di-recto de un flujo piroclstico es nula, es necesario, en caso deuna erupcin inminente, la evacuacin de las zonas potencial-mente afectadas.

Sin duda, la mayor consecuencia que tendra un flujo piro-clstico es el producir la fusin casi instantnea de grandessectores del glaciar del Cotopaxi. Efectivamente, debido a sualta temperatura, gran movilidad y volumen, los flujos piro-clsticos son capaces de derretir de forma muy eficiente gran-des superficies de hielo y nieve dando lugar a la formacin deenormes volmenes de agua en pocos minutos. Este es el ni-co medio de producir volmenes de agua suficientes para for-mar lahares primarios como los descritos por Sodiro y porWolf en 1877 (ver Anexo 3).

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LLUVIA DE CENIZA Y PIROCLASTOS

Definicin: Durante las explosiones volcnicas, los gasesy el material piroclstico (ceniza, fragmentos de roca y piedrapmez) son expulsados desde el crter. Los fragmentos de ro-ca ms grandes y densos siguen trayectorias balsticas y caencerca del crter, y en las partes altas del volcn; estos frag-mentos son conocidos como bombas volcnicas (Fig. 17). Encambio, las partculas ms pequeas suben mayores alturas,donde son acarreadas por el viento y finalmente caen a mayordistancia del crter; estas partculas son conocidas como ceni-za volcnica o lapilli (Figs. 17 y 18). Al caer, el material pi-roclstico (bombas y lapilli) puede cubrir grandes reas cerca-nas al volcn con una capa de varios centmetros o decmetrosde espesor. Las erupciones que producen piroclastos varandesde explosiones pequeas que expulsan el material hastapocos kilmetros de altura sobre el crter y duran pocos mi-nutos, hasta grandes explosiones que pueden durar decenas deminutos hasta varias horas y que lanzan material piroclsticohasta varias decenas de kilmetros de altura.

Historia: Las cadas o lluvias de piroclastos siempre han si-do fenmenos muy comunes en las erupciones del Cotopaxi y, al igual que los flujos piroclsticos, han estado presentes entodos los ciclos eruptivos de los ltimos 2 000 aos (Fig. 18).En los reportes histricos escritos se mencionan los nubarro-nes de humo y ceniza y las columnas de fuego y lava sa-liendo del crter del volcn, que luego dieron lugar a lluviasde ceniza en extensas zonas al occidente y norte del volcn.Estas cadas de ceniza provocaron grandes prdidas para laagricultura y ganadera, as como la destruccin de ciertasedificaciones antiguas que no soportaron su peso.

Figura 17. Arriba: fotografade una explosin volcnica enel volcn Tungurahua en 2004.Abajo: esquema de una explo-sin volcnica, con bombasvolcnicas y una columna deceniza saliendo del crter delCotopaxi.(Foto: J-L Le Pennec).

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Figura 18. Capas de lapilli (fragmentos de escoria, pmez y ceniza), correspondientes alluvias de ceniza y piroclastos de diferentes erupciones del Cotopaxi (carretera Panameri-cana, entre El Boliche y Lasso). La capa ms gruesa, de color blancuzco, corresponde auna erupcin muy grande ocurrida hace aproximadamente 1 000 aos. En esta zona, la ca-pa de ceniza correspondiente a la erupcin del 26 de junio de 1 877 es muy pequea y nose aprecia en la imagen ya que est cubierta por la vegetacin (Foto: P. Mothes).

La extensin que alcanzan las cadas de ceniza asociadas alas erupciones del Cotopaxi puede llegar a ser muy importan-te. Recordemos que Sodiro (1877) anot que luego de la erup-cin de 1877, en Quito se deposit una capa de ceniza de 6mm de espesor, es decir, ms del doble de lo que cay durante las ltimas erupciones del Guagua Pichincha en octu-

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bre-diciembre de 1999. Otros relatos indican que, por ejem-plo, en la erupcin de abril de 1768 hubo cadas de ceniza no-torias inclusive en la zona de Pasto (Colombia) a ms de 400km al norte del volcn, mientras que Wolf (1878) relata quedurante la erupcin de junio de 1877 hubo cadas de ceniza enlas actuales provincias de Guayas, Manab y Esmeraldas.

Peligros: Las lluvias de ceniza y material piroclstico se de-positan sobre la superficie terrestre formando una elipse quepuede extenderse por cientos de kilmetros en la direccin delviento, y cuyo espesor disminuye progresivamente desde elvolcn (Figs. 9 y 19). As, la peligrosidad de este fenmenoestar controlada por el volumen de material emitido, la inten-sidad y duracin de la erupcin, la direccin y la velocidad delviento y la distancia al volcn.

En el Cotopaxi las mayores lluvias de ceniza se han produ-cido normalmente en las zonas occidentales del volcn, debi-do a la direccin predominante de los vientos desde el este. Enla Figura 19 se presentan las zonas que tienen mayor probabi-lidad de ser afectadas por las cadas de piroclastos en caso deque ocurra una erupcin importante del Cotopaxi (VEI 4).La curva interna (marcada 25 cm, Fig. 18) encierra el reaque podra recibir un espesor superior a 25 cm de ceniza. Lacurva externa (marcada 5 cm, Fig. 18) encierra el rea quepodra recibir un espesor superior a 5 cm y mximo de 25 cmde ceniza. La parte exterior a la curva externa recibira un es-pesor menor a 5 cm.

El impacto de una lluvia de ceniza y piroclastos dependeprincipalmente del espesor de material acumulado. La afecta-cin sobre la poblacin y la agricultura empieza a hacerse presente con espesores pequeos, menores a 1 mm de cenizay se incrementa sustancialmente si la ceniza se mezcla conagua ya que el peso acumulado aumenta notablemente. Los

efectos negativos producidos por las lluvias de ceniza inclu-yen problemas de salud (irritacin de los ojos y de las vasrespiratorias), problemas con el ganado, destruccin de plan-taciones, daos a los motores (vehculos, aviones, maquina-rias en general, transformadores, etc.), contaminacin defuentes y reservorios de agua, y, en caso de cadas fuertes,problemas de visibilidad, riesgos de colapso de los techos,etc. Todos estos efectos, descritos de manera progresiva des-de espesores menores a 1 mm hasta mayores a 30 cm estn re-sumidos en el Anexo 1.

FLUJOS DE LODO Y ESCOMBROS (LAHARES)

Definicin: Los lahares son mezclas de materiales volcnicos(rocas, piedra pmez, arena) con agua proveniente de la fu-sin de un casquete glaciar, de la ruptura de un lago ubicadoen un crter o de fuertes lluvias. Estos flujos se mueven lade-ra abajo por la fuerza de la gravedad, a grandes velocidades(hasta 100 km/h) y siguiendo los drenajes naturales, de mane-ra similar a un gran ro de lodo y escombros. El tipo de mate-rial movilizado por estos flujos es muy variable pudiendo serdesde arcilla o arena hasta bloques de varios metros de dime-tro. Una vez formados, los lahares viajan por todo lo largo delos drenajes que los conducen, provocando mayores o meno-res daos segn su volumen y velocidad, dado que se compor-tan de forma similar a una crecida de ro o a un aluvin.

En el caso del Cotopaxi, los lahares se pueden formar pordos mecanismos principales. En primer lugar, los lahares msvoluminosos y destructivos se forman cuando flujos pirocls-ticos desbordados desde el crter provocan la fusin violentade la nieve y el hielo en grandes sectores del casquete glaciardel volcn; este tipo de flujos se conocen como lahares pri-

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marios. En segundo lugar, lahares de tamaos ms modestosy en general con menor alcance lateral y longitudinal se for-man cuando las cenizas y piroclastos depositados por la erup-cin son removilizados por fuertes lluvias ocurridas en el vol-cn; este tipo de flujos se conocen como lahares secunda-rios. Inclusive si la acumulacin de ceniza nueva es suficien-te, lahares secundarios pueden ocurrir en zonas distantes delvolcn. La gravedad y el efecto de arrastre de las lluvias tien-den a removilizar las cenizas depositadas para formar laharessecundarios pequeos.

Historia: Los lahares primarios y secundarios han sido fe-nmenos muy comunes durante las erupciones del Cotopaxi.Los estudios geolgicos detallados (Hall, et al., 2005) mues-tran que estos fenmenos han ocurrido en todos los cicloseruptivos de los ltimos 2 000 aos. Por otra parte, la interpre-tacin de los relatos histricos concluye que se produjeron la-hares primarios en las erupciones de los aos 1742, 1743,1744, 1766, 1768, 1855 y 1877: as, por el cauce del ro Cu-tuchi han bajado un total de veinte (20) lahares primarios entodos esos aos, mientras que por el ro Pita han bajado tres(3) lahares primarios en los aos 1744, 1768 y 1877 (Fig. 19).Con respecto al ro Tamboyacu (drenaje oriental, Fig. 19), So-diro y Wolf reportan que bajaron lahares primarios en laserupciones de 1744 y 1877, pero se conoce muy poco sobre loocurrido en las otras erupciones, sin duda debido al aislamien-to y lejana de la zona (Ettinger, et al., 2005). En todo caso,los relatos histricos siempre hablan de catstrofes, prdidascuantiosas y extensos daos provocados por los lahares quehan bajado por los ros Cutuchi y Pita, en donde han resulta-do particularmente afectados los valles de Los Chillos al nor-te, y de Latacunga al sur.

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Sin duda el lahar ms devastador que haya provocado unaerupcin del Cotopaxi ocurri durante la ltima erupcin rio-ltica del Cotopaxi II-A (ver Captulo 2) hace aproximada-mente 4 500 aos. Como se haba mencionado, durante esaerupcin se derrumb el flanco nor-oriental del Cotopaxi, loque dio lugar a la formacin a una avalancha de escombrosseguida de un lahar de volumen formidable (3,8 km3), cuyosdepsitos son an visibles a lo largo de los ros San Pedro y Guayllabamba, y hasta en la desembocadura del ro Esme-raldas (Fig. 8). Para comparacin, podemos mencionar que elvolumen calculado para el lahar que baj por sistema del roPita el 26 de junio de 1877 es de aproximadamente 0,07 km3(70 millones de m3) (Mothes, 2004). Es muy poco probableque un evento como el de hace 4 500 aos se repita en el fu-turo prximo ya que, por un lado, no se espera una erupcinrioltica grande, y, por otro, porque el volumen del casqueteglaciar actual es significativamente menor a lo que fue enaquel tiempo.

Peligros: No hay duda de que los lahares son los fenme-nos ms peligrosos en caso de suceder una erupcin del Coto-paxi como cualquiera de las ocurridas en los ltimos 4 000aos (Mothes, 1991; Aguilera, et al., 2004). La peligrosidadde estos fenmenos est determinada por el volumen de aguadisponible (tamao del glaciar) y de los materiales sueltos dis-ponibles, de las pendientes y del encaonamiento de los vallespor donde fluyen. Las personas alcanzadas por un lahar tienenmuy pocas posibilidades de sobrevivir, por lo cual, duranteuna crisis volcnica se recomienda la evacuacin de las zonaspobladas que se encuentren en los mrgenes de drenajes peli-grosos que bajan del volcn (Figs. 19 y 20). Debido a su altavelocidad y densidad, los lahares primarios pueden mover yaun arrastrar objetos de gran tamao y peso, tales como puen-

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tes, vehculos, grandes rboles, etc. Las edificaciones y la ve-getacin que se encuentren a su paso sern destruidas o seria-mente afectadas. Para el caso especfico del lahar del 26 de ju-nio de 1877, en el ro Pita, se ha calculado que su velocidadvariaba entre 50 y 82 km/h en el curso alto, entre 20 y 30 km/hen el Valle de los Chillos, y su caudal pico entre 50 000 y60 000 m3/seg (Mothes, 2004).

A base de estudios llevados a cabo a lo largo de los ltimos15 aos, se destaca que la erupcin y el lahar ocurridos el 26de junio de 1877 fueron importantes pero de poca duracin.El derrame de los flujos piroclsticos desde el crter no habradurado ms de 15 minutos, mientras que el paso de los laha-res ms agresivos y espantosos habra durado solamente entre30 a 60 minutos en las diferentes localidades. Sin embargo, esmuy probable que, por un perodo de varios meses despusdel evento principal, ocurrieran otros flujos de lodo ms pe-queos, mientras los ros intentaban restablecer sus cauces,especialmente en las zonas planas.

En la Figura 19 se puede apreciar las zonas cercanas al vol-cn que tienen la mayor probabilidad de ser impactadas porlahares primarios si ocurriese una erupcin similar a la de1877. Por su escala, el mapa presentado aqu es solamente re-ferencial y, si se desea tener informacin ms detallada sobrezonas pobladas o sitios especficos, se recomienda consultarlos Mapas de Peligros Volcnicos de las zonas Norte y Sur del

Figura 20. Vista general y detalles de los depsitos (capas) de lahares recientes, que se puedenobservar en el ro Cutuchi, a las afueras de Salcedo. Ntese el espesor de cada capa en este cor-te que se encuentra a ms de 30 metros de distancia del cauce actual del ro Cutuchi. Capa 1=Depsitos de un lahar ocurrido hace ms de 800 aos; Capa 2= Depsito de ceniza de una granerupcin del volcn Quilotoa ocurrida hace ~800 aos (alrededor del siglo XII de nuestra po-ca); Capa 3= Depsito de lahar con restos antrpicos pre-coloniales (antes del siglo XVI); Ca-pa 4= Suelo antiguo con restos de plantas; Capa 5= Depsito del lahar ocurrido en el ao 1742con abundantes restos de cermica colonial y tejas; Capa 6= Pequeo depsito de lahar de gra-no fino (1746?, 1877?). (Fotos: P. Mothes).

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volcn Cotopaxi, publicados a escala 1:50 000 por el Insti-tuto Geofsico (Hall, et al., 2004a y 2004b).

Sin embargo, es muy importante informar al lector que encualquier mapa de peligros volcnicos, los lmites de las dife-rentes zonas de peligros son solamente aproximativos y deninguna manera constituyen lmites absolutos. Esto se debe aque los fenmenos volcnicos pueden variar enormemente ensu magnitud, su volumen, su alcance vertical y por lo tanto ensu extensin lateral y longitudinal. Por ejemplo, la trayectoriade un flujo de lodo (lahar) puede sufrir cambios al ser desvia-do por rboles, muros, puentes, edificios y otras obras queobstruyan su paso o generen represas temporales.

En el ao 2001, el Instituto Geofsico de la Escuela Poli-tcnica Nacional instal una red de once (11) detectores de la-hares en los principales drenajes del volcn Cotopaxi, con lacolaboracin del Servicio Geolgico de los Estados Unidos(USGS). Esta red tiene el objetivo primordial de dar a las au-toridades y a la poblacin una alerta temprana en caso de ocu-rrencia de lahares. Ms adelante se describir el funciona-miento y las ventajas de estos instrumentos de monitoreo.

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AVALANCHAS DE ESCOMBROS

Definicin: Las avalanchas de escombros corresponden agrandes colapsos o derrumbes de rocas que pueden ocurrircuando los flancos de un volcn se vuelven inestables. Lainestabilidad de un volcn puede deberse al ascenso de unagran cantidad de magma en el edificio volcnico, o a un sis-mo de gran magnitud en las cercanas del volcn, o al debili-tamiento de la estructura interna del volcn inducida porejemplo por la alteracin hidrotermal de las rocas que lo con-forman. Normalmente, el colapso del flanco de un volcn su-cede por la combinacin de varios factores y el volumen de laavalancha resultante puede ser muy variable (desde 0,01 has-ta 15 km3). La inestabilidad de los flancos de un volcn se vefavorecida cuando sus pendientes exceden los 30 de inclina-cin (Fig. 21). El colapso del flanco de un edificio y la ava-lancha de escombros puede estar acompaado y seguido porerupciones explosivas, dado que el gran deslizamiento puededestapar sbitamente el conducto volcnico y generar explo-siones de extrema violencia conocidas como blast que pro-ducen flujos piroclsticos de gran magnitud y alto poder des-tructivo.

Como resultado, una avalancha de escombros deja un an-fiteatro de tamao variable en el edificio volcnico que co-rresponde al sector del edificio que se derrumb (por ejemplo,las calderas de avalancha de los volcanes Guagua Pichincha yEl Altar; Fig. 21). Las avalanchas de escombros son flujosmuy mviles, y sus depsitos cubren reas de enorme exten-sin (10-1 000 km2) con un manto de escombros rocosos devarios metros de espesor que han arrasado con todo lo que seencontraba a su paso. Muchos estratovolcanes del planeta hansufrido, al menos una vez durante su historia geolgica, unevento de este tipo; sin embargo, se debe recalcar que son fe-

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nmenos muy poco frecuentes en el tiempo (aproximadamen-te un evento cada varios miles de aos o ms).Historia: En la historia geolgica del Cotopaxi se ha reco-nocido la ocurrencia de un colapso de flanco hace 4 500 aos,el cual destruy una parte del edificio del Cotopaxi II-A (verCaptulo 2). La avalancha de escombros resultante fluy endireccin norte y nor-este hasta chocar con los flancos bajosde los volcanes Sincholahua, Rumiahui y Pasochoa, cubrien-do una superficie de ~140 km2 con una capa de escombros dedecenas de metros de espesor (Fig. 19). En la actualidad anse puede reconocer la zona que fue arrasada por la avalanchaya que presenta un paisaje adornado con una gran cantidad depequeas colinas conocidas como hummocks, las cuales cons-tituyen enormes pedazos del Cotopaxi II-A que fueron trans-portados y depositados por la avalancha (Fig. 21).

En tiempos histricos nunca se ha observado un fenmenode este tipo en el Cotopaxi.

Peligros: Dada la magnitud y violencia de las avalanchas deescombros, todo lo que se encuentre en su camino es destrui-do y, por lo tanto, las personas no tienen ninguna posibilidadde sobrevivir. Por esta razn, se recomienda la evacuacin delas zonas potencialmente afectadas, si la informacin cientfi-ca seala la posibilidad de ocurrencia de un evento de estascaractersticas en el futuro cercano. Se debe recalcar sin em-bargo que se trata de un evento muy poco frecuente en eltiempo y que no sucede de forma sbita, sino que normalmen-

Figura 21. Arriba: esquema de un colapso (derrumbe) de flanco y una avalancha de escombrosocurriendo en un volcn similar al Cotopaxi. Abajo: fotografa del paisaje con hummocks (pe-queas colinas) dejado por el depsito de la avalancha ocurrida en el flanco nor-oriental del Co-topaxi hace 4 500 aos, que sobrecorri parcialmente las faldas del volcn Sincholahua (al fon-do) (Foto: P. Mothes).

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Cotopaxi por Gaetano Osculati, 1846.

te presenta muchas seales premonitoras (por ejemplo, defor-macin amplia y acelerada del flanco inestable) que puedenser adecuadamente detectadas y evaluadas por los cientficosfamiliarizados con el volcn.

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E l ingreso de magma nuevo por debajo de un volcn pue-de provocar importantes perturbaciones y cambios en laestructura del mismo, y en la mayora de las ocasiones termi-na por dar lugar a una erupcin. El ascenso del magma hastala superficie es un proceso muy complejo y dificultoso, ya quedebe abrirse paso por entre las formaciones rocosas que se en-cuentran sometidas a gran presin bajo la superficie del vol-cn. La idea esencial de la vigilancia o monitoreo volcnico esutilizar cualquier medio con el fin de conocer el estado de re-poso del volcn as como percibir las perturbaciones y cam-bios que ocurren en el mismo cuando un cuerpo de magma seacerca a la superficie; esto permite conocer por anticipado so-bre la posible ocurrencia de una erupcin en el futuro cercano.El monitoreo volcnico puede realizarse esencialmente pordos mtodos: vigilancia visual y vigilancia instrumental.

MONITOREO POR VIGILANCIA VISUAL

Se denomina de esta forma a todas las observaciones quese realizan en un volcn que no son asistidas por instrumen-tos de medicin. En general estn basadas nicamente en lossentidos humanos y por tanto pueden ser descubiertas y des-critas por toda la poblacin, si bien su interpretacin puedevariar de individuo en individuo.

Cuando es realizado por un grupo de vulcanlogos, el mo-nitoreo por vigilancia visual consiste en realizar observacionesde manera sistemtica para determinar la formacin de fractu-ras, deslizamientos o hinchamientos del edificio del volcn,

4. Monitoreo del volcn Cotopaxi

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del crter activo o de sus flancos; la deteccin de cambios enlas emisiones fumarlicas, como altura relativa de la columnade gases, color, olor, intensidad, etc.; o de cambios en el cau-dal, color, olor de las fuentes termales; la deteccin de daoso muerte de la vegetacin; la percepcin de cambios en elcomportamiento de los animales, entre otros. Este mtodo in-cluye adems la percepcin de ruidos subterrneos y temblo-res de origen volcnico.

Adems de las observaciones hechas por los cientficos,muchas personas que visiten a menudo un volcn, por recrea-cin o por motivos profesionales, pueden percatarse de cam-bios que ocurran en sus flancos o en su crter. Con el fin dereportar y recibir estas valiosas observaciones, se incluye enel Anexo 5 un formulario que puede ser utilizado por cual-quier persona que desee colaborar con las tareas de vigilanciadel Cotopaxi.

Sin embargo, dado que no utiliza instrumentos de medi-cin, el monitoreo por vigilancia visual es un mtodo cualita-tivo y subjetivo, y por lo tanto puede dar lugar a serias confu-siones, malentendidos e interpretaciones errneas. Por eso,siempre que sea posible, es necesario que sea complementadoy asistido por la vigilancia instrumental.

Para reforzar la vigilancia visual, en febrero de 2005 se insta-l una cmara de video en el borde del crter del Cotopaxi que en-va imgenes del mismo con intervalos de 15 seg (Fig. 22). Lainstalacin estuvo a cargo de tcnicos del Instituto Geofsicoapoyados por expertos montaistas del Club de AndinismoPolitcnico. Esta cmara permite ahora tener un buen controlde los posibles cambios y procesos que ocurran en el crterdel Cotopaxi en tiempo real. En los prximos meses las im-genes obtenidas en tiempo real por esta cmara estarn dispo-nibles al pblico en el sitio web del Instituto Geofsico (www.igepn.edu.ec).

Figura 22. Arriba: Cmara de video instalada por el Instituto Geofsico en el borde del crter delCotopaxi, para mejorar la vigilancia visual e instrumental del volcn (Foto: D. Barba). Abajo: Ima-gen obtenida el 1 de abril de 2005 mediante la cmara de video instalada. Estas imgenes en tiem-po real estarn muy pronto disponibles al pblico en general a travs del portal www.igepn.edu.ec,gracias al apoyo tecnolgico de ACOSA (Aglomerados Cotopaxi S.A.).

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MONITOREO POR VIGILANCIA INSTRUMENTAL

Se denomina de esta manera a todas las observaciones quese realizan en un volcn para las cuales se utilizan instrumen-tos de medicin. Los instrumentos que se pueden utilizar paravigilar un volcn son muy variados, y van desde los ms ele-mentales como los termmetros o las cintas mtricas, hastainstrumentos de altsima tecnologa como las estaciones ssmi-cas de banda ancha, las cmaras termogrficas y los satlites.

A continuacin pasamos a resumir los parmetros vigila-dos y los mtodos instrumentales que son utilizados por elInstituto Geofsico de la Escuela Politcnica Nacional paramonitorear la actividad del volcn Cotopaxi y de otros volca-nes del Ecuador.

La sismicidad

Como habamos mencionado, el ascenso del magma es unproceso muy complicado, pues para llegar a la superficie tie-ne que abrirse paso por entre formaciones rocosas, a travs defracturas sometidas a gran presin. Este proceso es especial-mente dificultoso al principio de la reactivacin del volcn,que generalmente ocurre luego de un perodo de reposo quepuede haber durado varias dcadas. As, el ascenso de magmada lugar a la ocurrencia de muchos sismos (sismicidad), loscuales pueden ser fcilmente detectados por medio de sism-metros instalados en las cercanas del volcn. Vale mencionarque cuando un volcn est dormido o inactivo, tambin seproducen sismos en su interior, pero su nmero y magnitudson muy pequeos respecto a cuando el volcn sufre una in-yeccin de magma nuevo o cuando ya ha entrado en erupcin.

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Figura 23. Mapa con la ubicacin de todas las estaciones ssmicas instaladas en el Coto-paxi y de las dos fuentes de agua que son utilizadas como parte del monitoreo geoqumico.Las estaciones ssmicas del Cotopaxi son de tres tipos: 1-D (detecta movimiento vertical),3-D (detecta movimientos verticales y en dos ejes horizontales), y BA (sensor bandaancha de 3-D, instalados bajo un convenio de cooperacin con el gobierno alemn).

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En cualquier caso, la gran mayora de los sismos volcnicosson totalmente imperceptibles por los sentidos humanos.

En el Cotopaxi, actualmente est instalada una red de 9 sis-mmetros en los alrededores del cono, de los cuales 7 son sis-mmetros convencionales y 2 son de banda ancha (Fig. 23).El ms antiguo de estos instrumentos fue instalado experi-mentalmente a mediados de los aos 70, en tanto que la redobtiene datos ssmicos permanentemente desde mediados delos aos 80 y ha sido mejorada con el tiempo. Casi todos losdatos de los sismmetros se trasmiten va radio y se recibenen tiempo real en la base del Instituto Geofsico de Quito, las24 horas al da, los 365 das al ao.

Con estos instrumentos se ha hecho un seguimiento cons-tante de la actividad ssmica del Cotopaxi en los ltimos 30aos, y se ha llegado a determinar que los eventos ms tpicosson los sismos volcano-tectnicos (VT), los de largo perodo(LP), los de tipo tornillo y el tremor volcnico (Fig. 12).Los sismos VT corresponden a la formacin o propagacin defracturas al interior del volcn, los sismos LP y los tornillosa movimientos de corta duracin de fluidos (gases o magma)en el interior del volcn, mientras que el tremor correspondeal movimiento de fluidos de larga duracin. Adems, ocurrensismos llamados hbridos que corresponden, por ejemplo, ala formacin de una fractura seguida de movimientos de flui-dos al interior del volcn. Casi siempre estos eventos ssmicosson de pequea magnitud (< 3 en la escala de Richter), peroproveen informacin fundamental sobre el estado de activi-dad del volcn.

Tambin, mediante el seguimiento sistemtico de la sismi-cidad del Cotopaxi se ha podido determinar una lnea de baseo actividad de fondo, que corresponde a cuando el volcnest tranquilo (Fig. 34). As mismo, a partir de noviembre de

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2001, se ha observado claramente que la sismicidad del vol-cn ha tenido un aumento significativo (Fig. 34). Sobre estohablaremos con mayor detalle en el ltimo captulo de estetrabajo: Actividad Actual y Potenciales Escenarios Eruptivos.

Por otro lado, es importante mencionar que en el segundosemestre del ao 2005 se instalar una nueva red de sismgra-fos de banda ancha (BB, Broad Band) de ltima tecnologa,lo que permitir mejorar la vigilancia, as como aumentar el co-nocimiento de los procesos y la dinmica interna del Cotopaxi.Esta red ser instalada bajo un convenio de cooperacin con laJapanese International Cooperation Agency (JICA).

Muy a menudo los primeros signos de reactivacin de unvolcn estn representados por un claro aumento en la sismi-cidad del mismo. Otros signos de reactivacin pueden venirdados, por ejemplo, por aumentos en las emisiones gaseosasde las fumarolas o deformacin de los flancos del volcn. Es-tos y otros parmetros vigilados en el Cotopaxi se describen acontinuacin.

La deformacin

El ascenso de un volumen de magma hacia la superficie escapaz de provocar cambios en la forma (deformacin) delvolcn; en principio, mientras ms grande sea el volumen demagma inyectado, mayor ser la deformacin que se puedaproducir. El fenmeno ms comnmente observado es que losflancos del volcn se hinchan por la inyeccin de magma. Ca-si siempre el hinchamiento o deformacin de un volcn es im-perceptible a los ojos humanos ya que suele ser de tan solopocos centmetros o decmetros, y por eso es necesario utili-zar instrumentos de mucha precisin para detectarlo.

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En el Cotopaxi se utilizan tres redes de instrumentos dife-rentes para vigilar la deformacin: inclinmetros electrnicos,distancimetros electrnicos (EDM) y estaciones GPS (Geo-graphical Positioning System) (Figs. 24 y 28). Los inclinme-tros son instrumentos muy sensibles que miden continuamen-te la inclinacin del suelo en un punto fijo y envan sus regis-tros va radio en tiempo real de forma peridica (por ejemplo,toman varias medidas por hora). Si la inclinacin del suelo nocambia, los valores medidos permanecen constantes en eltiempo y se interpreta que no existe deformacin en el volcn.Al contrario, cuando los valores de inclinacin medidos em-piezan a cambiar de forma sistemtica se puede interpretarque est ocurriendo una deformacin en el edificio (Fig. 25).

Los distancimetros electrnicos (EDM), en cambio, midencon gran precisin la distancia entre dos puntos fijos. Para es-to se utiliza un emisor y un reflector de rayos lser que son ins-talados en sitios fijos de las cercanas del volcn (Figs. 24 y26). Igual que en el caso de los inclinmetros, si la distanciamedida permanece constante en el tiempo, se interpreta que noocurre ninguna deformacin, y lo contrario en caso de que lasdistancias medidas cambien sistemticamente (Fig. 27).

Finalmente, los GPS son instrumentos que reciben cons-tantemente datos muy precisos de latitud, longitud y alturadesde una extensa red de satlites que orbitan la Tierra; la pre-cisin de las medidas es de pocos centmetros, lo que permiteas detectar cualquier desplazamiento en tres dimensiones quese produzca a lo largo del tiempo en un punto determinado ofijo (Fig. 28).

En la actualidad, la red de monitoreo de deformacin delCotopaxi consta de 2 inclinmetros electrnicos, un sistemade 14 lneas de EDM, 9 puntos de control de GPS itinerantesy 4 estaciones de GPS permanentes.

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Figura 24. Mapa con los sitios de instalacin de inclinmetros electrnicos y con la redde lneas de control EDM del Cotopaxi.

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Figura 25. Ejemplo del registro obtenido por uno de los inclinmetros del Co-topaxi, entre septiembre de 2004 y febrero de 2005. Se puede interpretar que alo largo de este perodo ocurri un ligero cambio en la inclinacin del punto demedida a principios de octubre de 2004. Estos instrumentos realizan medidas,en promedio, quince veces por hora (una medida cada cuatro minutos), y envandatos de inclinacin radial, tangencial y de temperatura atmosfrica local.

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Figura 26. Mediciones de EDM realizadas desde la base BOSQ (ver tambin Fig. 24).El EDM es un instrumento que mide con gran precisin la distancia entre dos puntos fi-jos mediante un emisor y un reflector de rayos lser. (Foto: P. Mothes).

Con estos instrumentos se asegura una adecuada vigilanciade la deformacin del volcn (Figs. 24 y 28).

ltimamente se ha puesto en experimentacin un nuevomtodo para medir la deformacin del Cotopaxi conocido co-mo INSAR (Interferometra de Radar de Apertura Sinttica,por sus siglas en ingls). Este mtodo se basa en barridos deradar realizados a partir de satlites o aeronaves con los cua-les se obtiene imgenes digitales muy detalladas de la super-ficie del terreno. Las posibles deformaciones se detectancuando se compara imgenes obtenidas en diferentes perodosde tiempo, pudiendo las mismas ser del orden de unos pocoscentmetros sobre reas de cientos de kilmetros cuadrados.Las ventajas de INSAR incluyen su gran cobertura y su inde-

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pendencia de las condiciones climticas al momento de reali-zar las mediciones. En el caso del Cotopaxi, este mtodo tie-ne ciertas limitaciones, debido principalmente a los continuoscambios topogrficos que sufre el glaciar del volcn, los mis-mos que pueden dar lugar a interpretaciones errneas.

Las fumarolas y aguas termales

Es muy comn la ocurrencia de fumarolas y aguas terma-les en los alrededores de los volcanes. Tanto las fumarolas co-

Figura 27. Registro de medidas de EDM obtenidas en el Cotopaxi desde 1991 hasta elpresente mediante las lneas LOMA-JUAN y LOMA-LUIS (ver Fig. 24). Hasta la actua-lidad no se han observado deformaciones importantes en este segmento del Cotopaxi, sibien la lnea LOMA-LUIS parece mostrar una ligera disminucin de la distancia medi-da a partir de principios del ao 2002.

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mo las aguas termales son la consecuencia de la prdida degases del magma en profundidad y/o de la interaccin que tie-nen las aguas subterrneas con el magma a cierta profundi-dad. El ascenso de magma nuevo puede provocar importantescambios fsicos y qumicos en las fumarolas y aguas termales

Figura 28. Red de puntos de control mediante GPS. El Instituto Geofsico cuenta con 4estaciones GPS permanentes (adquisicin de datos permanente) y una red de 9 puntos don-de se realizan mediciones itinerantes (adquisicin de datos itinerante).

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asociadas al volcn, que pueden ser medidos y detectados coninstrumentos apropiados.

Los cambios qumicos en las aguas termales y fumarolas sedetectan al realizar anlisis qumicos peridicos de las mismas,pero esto solamente es posible cuando las muestras de aguas ogases se pueden recolectar en sitios accesibles y seguros. En elflanco norte del Cotopaxi existen dos fuentes de agua que sonmuestreadas y analizadas peridicamente (Fig. 23).

Sin embargo, muchas veces las fumarolas se encuentran ensitios peligrosos o de muy difcil acceso: especficamente enel crter del volcn. Para estos casos se utiliza instrumentosespeciales conocidos como sensores remotos que, como sunombre lo indica, realizan las medidas a distancia, sin contac-to directo con las fumarolas. En el caso del Cotopaxi, y deotros volcanes del Ecuador, se utiliza un sensor remoto llama-do COSPEC (Correlation Spectrometer) que mide los conte-nidos en las emisiones gaseosas de un importante gas volc-nico: el dixido de azufre (SO2) (Fig. 29).

Tambin se encuentran actualmente en perodo de pruebasdos nuevos sensores remotos, adquiridos por el Instituto Geo-fsico, llamados DOAS (Differential Optical Absortion Spec-trometer, que es una versin moderna, ms rpida, automati-zada y ms eficiente, del COSPEC) y FTIR (Fourier Transform Infra-Red). Los resultados preliminares han sidomuy prometedores.

Tanto para las aguas termales como para las fumarolas ac-cesibles tambin se realizan mediciones directas y vigilanciade parmetros fsicos tales como la temperatura, el caudal, laacidez-alcalinidad (pH), la conductividad, etc., siempre con laayuda de instrumentos de medicin adecuados.

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Figura 29. El sensor remoto COSPEC (espectrmetro de correla-cin, por sus siglas en ingls) mide a distancia el contenido de gasesmagmticos en las emisiones volcnicas. Un alto contenido de gasesmagmticos (p.e. SO2) puede significar que un perodo de actividadvolcnica se aproxima. Izquierda: medidas realizadas en el Cotopa-xi. Derecha: medidas realizadas en el Tungurahua. (Fotos: P. Mothesy D. Andrade).

La temperatura superficial

Es muy acertado pensar que un magma cercano a la super-ficie provoque un aumento en la temperatura de la misma ytambin en la temperatura de las fumarolas, como ya se habadiscutido ms arriba. Las zonas en las que se esperara obser-var los mayores incrementos de temperatura antes de unaerupcin seran el crter del volcn y sus alrededores, inclui-das las fumarolas que a