Las cámaras de dióxido de azufre (SO2) ultravioleta (UV) son herramientas valiosas para la medición de las emisiones volcánicas y la predicción de posibles peligros. Un equipo de investigadores ha desarrollado una nueva cámara SO2 de bajo coste y bajo consumo para la medición continua de emisiones volcánicas. Estas cámaras podrían mejorar significativamente nuestra comprensión de la naturaleza transitoria de la actividad volcánica y ayudar en la vigilancia y pronóstico de erupciones.
Los volcanes son estructuras geológicas conectadas con el núcleo de la Tierra que pueden arrojar magma en pequeñas o grandes cantidades. Los volcanes se clasifican según su actividad, tipo de erupción, zona geográfica, forma, entre otros aspectos. En función de su actividad, los volcanes pueden ser activos, inactivos o extintos. Existen volcanes activos en todo el mundo, también en Europa, y aunque no todos los volcanes erupcionan o son peligrosos, todos podemos recordar la erupción del volcán de Cumbre Vieja en La Palma y las terribles consecuencias de esta erupción.
Las emisiones volcánicas son la manifestación de la actividad magmática subsuperficial, lo que proporciona información sobre el estado de un sistema volcánico y permite predecir posibles peligros a través de su medición.
El dióxido de azufre (SO2) es el gas más común detectado en volcanes con instrumentación de detección remota por su relativa facilidad de detección, debido a su concentración atmosférica de fondo relativamente baja y sus fuertes bandas de absorción distintivas en longitudes de onda ultravioleta (UV) e infrarroja (IR).
Desde su desarrollo a mediados de la década de 2000, las cámaras de SO2 ultravioleta (UV) se han convertido en herramientas extremadamente valiosas para medir las emisiones volcánicas, debido a su capacidad de proporcionar conjuntos de datos de alta resolución. Sin embargo, a diferencia de los instrumentos de espectroscopía de absorción óptica diferencial (DOAS), que ya han sido instalados como instrumentos permanentes/operativos continuos en varios volcanes, la tecnología de la cámara de SO2 solamente se ha instalado en los volcanes Stromboli, Etna y Kīlauea, probablemente debido a sus altos costes.
Los sistemas permanentes de cámaras de SO2 ya en funcionamiento han proporcionado nuevas ideas sobre la actividad volcánica y su rendimiento instrumental. Además, se ha demostrado que el flujo de SO2 explosivo correlaciona bien con la sismicidad de muy larga duración y el flujo pasivo de SO2.
Un estudio reciente publicado por el Dr. Thomas Wilkes, investigador de la Universidad de Sheffield, Reino Unido, junto con otros equipos de investigación de Estados Unidos, Chile y Australia, describe el desarrollo de una nueva cámara SO2 que tiene un gran potencial para ampliar el uso de cámaras SO2 permanentes en la vulcanología, debido en gran parte a su diseño de bajo coste y bajo consumo de energía, así como a su código de código abierto asociado para el procesamiento de datos.
La cámara utiliza sensores de cámaras Raspberry Pi, que han sido modificados para aumentar su sensibilidad UV eliminando su filtro Bayer. Esta técnica reduce significativamente los costes en comparación con el uso de cámaras UV comerciales de alta calidad. Y el procesamiento de datos se puede realizar utilizando el software PyCam gratuito.
Los investigadores describen la instalación de estas nuevas cámaras de SO2 de coste y consumo de energía relativamente bajo, en dos volcanes activos, Lascar en Chile, y Kīlauea en Hawái, Estados Unidos. Los instrumentos utilizan una serie de paquetes de Python de código abierto previamente desarrollados para complementar el software personalizado, lo que garantiza un análisis de datos sólido, estandarizado y completo.
Aunque se señala que se requiere una prueba de rendimiento a largo plazo del instrumento, estos equipos tienen el potencial de proporcionar valiosos conjuntos de datos para comparar con otros instrumentos de detección remota terrestres como son las redes de escaneo DOAS y mediciones de trayectoria.
Por lo tanto, estas nuevas cámaras de SO2 tienen el potencial de facilitar la transición a una monitorización geoquímica continua de los volcanes peligrosos en todo el mundo, lo que podría mejorar nuestra comprensión de los eventos volcánicos peligrosos y contribuir a la predicción de futuras erupciones.