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Predicción o pronóstico

Hasta los años 60, se pensaba que la predicción de un fenómeno se podía hacer si se conocía el sistema de ecuaciones que lo rigen. Sin embargo, hoy sabemos que, aunque conozcamos perfectamente esas ecuaciones, la predicción no es posible si estas presentan un comportamiento caótico (Lorenz, 1963). Por consiguiente, sólo podemos tener un conocimiento aproximado de la evolución del fenómeno, conocimiento que es, tanto más impreciso, cuanto mayor sea el intervalo de tiempo a predecir. Por ello, en volcanología no se pude hacer una predicción y se introduce el concepto de pronóstico, que lleva incluido una incertidumbre que afecta tanto al tiempo de ocurrencia como a las características del fenómeno (Turcotte, 1997).

Incertidumbre

La incertidumbre describe el grado de desconocimiento de un fenómeno, a la que hay que añadir otras causas que la incrementan: datos incompletos, desacuerdos entre científicos, errores en el manejo de los datos, deficiente construcción de los modelos teóricos, etc. (Yoe, 1996). En lo que respecta al estudio de la actividad volcánica, la incertidumbre es siempre un aspecto que hay que tener en cuenta, especialmente durante las emergencias. La incertidumbre del sistema no puede disminuirse, pero sí tratar de minimizar el error humano. El grado de incertidumbre se puede cuantificar asignando probabilidades.

La probabilidad

La visión clásica define la probabilidad de un evento como la frecuencia con que se repite a lo largo de un intervalo de tiempo y/o espacio (Yoe, 1996). Por ejemplo, la probabilidad de una erupción es la frecuencia (número de veces), con que se ha repetido durante un intervalo de tiempo. En un periodo de 100 años, si ha ocurrido 10 veces, la probabilidad sería 10/100. 

La probabilidad de ocurrencia dependerá del intervalo de tiempo, el área de estudio o escala y, muy especialmente, de la serie temporal histórica que nos permita definir cada cuanto se producen los sucesos: cuanto más larga y precisa sea la serie temporal, más calidad tendrán los datos de probabilidad. En el Caso de Canarias, los datos son incompletos y varían considerablemente de una isla a otra (Astiz et al, 2000).  Cuando se dispone de datos de calidad, es posible aplicar modelos estadísticos más elaborados (Mendoza-Rosas and De la Cruz-Reyna, 2008). También pueden asignarse probabilidades en base a la cuantificación de la evolución de los observables (actividad sísmica, deformación, gases, etc). 

Otro punto de vista es el enfoque subjetivo o personal, donde la asignación de probabilidades de ocurrencia depende del grado de convencimiento que una persona posee, teniendo en cuenta la información de la que dispone y su conocimiento sobre esa materia (Kaplan and Garrick, 1981). 

En cualquier emergencia volcánica, siempre coexistirán esas dos aproximaciones sobre la evolución del fenómeno. Por ello, es fundamental que los gestores de la emergencia conozcan en que se basan los pronósticos o análisis relacionados con la actividad volcánica.

Susceptibilidad volcánica y de movimientos en masa

La susceptibilidad volcánica es la probabilidad de que, en un periodo de tiempo y en un lugar determinado, se produzca una erupción (Wadge et al, 1994). Existen diversas metodologías para calcularla, teniendo en cuenta la historia eruptiva del lugar, distribución espacial de conos volcánicos, fallas, diques y otros elementos, junto a complejos análisis (Jaquet et al, 2008; Cappello et al, 2010; Martí and Felpeto, 2010; Becerril et al, 2013). En las zonas de volcanismo disperso, los estudios relacionados con la susceptibilidad volcánica deben ser tomados con mucha precaución. Una mala interpretación podría dar lugar a considerar que, en algunas zonas, nunca podría producirse una erupción, circunstancia que puede no ser real. 

Para el caso de los movimientos en masa, la definición es similar a el caso anterior, es decir, tratamos de localizar aquellos lugares donde puede desencadenarse dicho fenómeno, si bien los condicionantes que lo provocan son distintos. Es importante tener este aspecto claro porque la mayoría de mapas que se proponen son de este tipo, por oposición a los de peligro o amaneza, de deberían evaluar las áreas potencialmente afectadas.

Peligro volcánico

El peligro (o amenaza como se la conoce en algunos países latinoamericanos) se define como la probabilidad de que un punto de la superficie terrestre, en un intervalo de tiempo determinado, sea afectado por un evento peligroso (Llinares et al, 2004), en este caso, por el material que emite un volcán durante una erupción. Sin embargo, el impacto esperado también se puede representar en base al espesor del material, energía, etc. En ocasiones, es habitual hablar de peligros volcánicos de forma genérica, haciendo alusión solo a la forma en la que se emite el material (coladas de lava, caídas de ceniza, etc.), sin tener en cuenta el concepto probabilístico de la peligrosidad.

El material volcánico se emite de forma distinta (solido, líquido y gaseoso), variando en sus proporciones en función de las características de la erupción. Por tanto, la peligrosidad está en función del tipo de erupción y la distancia a la que se encuentra la zona de análisis (Fournier d’Albe, 1979). Al igual que para los terremotos, se ha introducido el concepto de magnitud de la erupción en función del volumen de magma emitido (Scandone et al, 2009) y el Indice de Explosividad Volcánica (VEI, Newhall and Self, 1982), en función de la violencia de la erupción, representada por la altura a la que se eleva la columna eruptiva.

Los peligros volcánicos, aunque coexistan durante una erupción, cada uno de ellos presenta un comportamiento físico distinto, debiendo estudiarse por separado. Por ejemplo, las coladas de lava se comportan como un flujo gravitacional y buscan siempre la pendiente favorable, estando muy condicionadas por la topografía preexistente. Para el caso de las cenizas, es más importante la dirección y velocidad del viento. Los block-and-ash están condicionados por ambas cosas, la topografía, que afecta principalmente al flujo, y la dirección de los vientos, que afecta a la nube acompañante. Durante una emergencia, hay que considerar todos los peligros volcánicos (Marrero et al, 2013).

En Smith (2013), se distingue entre peligros volcánicos primarios, los que están asociados directamente a la forma en la que se emite el material volcánico y los peligros volcánicos secundarios, aquellos producidos por la actividad volcánica antes, durante o después de una erupción; terremotos, deformación del terreno, desprendimientos, lahares, tsunamis, emisión de gases, etc.

Exposición

La exposición representa el valor, en términos económicos, de los bienes o personas expuestas en un área amenazada por un volcán. Si el área está deshabitada y no hay infraestructuras, entonces este valor es cero. La exposición permite cuantificar el impacto potencialmente esperado del peligro o amenaza, pero si se carece de la vulnerabilidad (probalbilidad de daño esperado), solo puede establecerse como una aproximación general. En referencia a las personas, estas se contabilizan por su equivalente económico o por el número de víctimas.

Vulnerabilidad

La vulnerabilidad es el porcentaje de daño esperado en el caso de que un bien, o una persona, se vean afectados por alguno de los peligros volcánicos (Llinares et al, 2004).

La vulnerabilidad se expresa en porcentaje, siendo el 100% equivalente a destrucción total. Para calcular la vulnerabilidad es recomendable distinguir o agrupar los bienes similares, por ejemplo, no es igual la resistencia que tiene una casa antigua a la caída de cenizas que una edificación más reciente (Martí et al, 2008). Además, también se calcula para cada uno de los peligros volcánicos; si una colada de lava afecta a una vivienda la destrucción será prácticamente del 100% mientras que, si le afectara la caída de cenizas, dependiendo de donde se encuentre ubicada, los daños podrían ser leves o muy graves.

Medidas de mitigación

Una vez conocidos los peligros, la vulnerabilidad y la exposición, se pueden plantear estrategias a corto o largo plazo, para reducir el impacto que pueda tener la actividad volcánica sobre el área que se pretenda proteger (Baxter et al, 2008). Una parte de estas medidas están relacionadas directamente con la planificación del territorio y la selección adecuada de infraestructuras, tanto en características como en su emplazamiento. Otro tipo de medidas se ejecutan durante las emergencias, por ejemplo las evacuaciones (Marrero et al, 2013).

Riesgo

El riesgo puede definirse como los daños esperados, destrucción de bienes, pérdidas de vidas o capacidad productiva, para un intervalo de tiempo dado, en el caso de producirse uno o muchos eventos naturales o antrópicos adversos (Unesco, 1972), en nuestro caso, una erupción volcánica. El riesgo puede expresarse de forma cuantitativa en términos de promedio de pérdidas (5000 muertos en 50 años) o de probabilidad (hay un 100% de probabilidad de que mueran 5000 personas en los próximos 50 años) (Coburn et al, 1991).

Es habitual confundir los términos de riesgo y peligrosidad (o amenaza), sin embargo, si observamos las definiciones anteriores, vemos que sólo existe riesgo si está presente el hombre o sus infraestructuras, por contraposición a la peligrosidad, donde sólo se tiene en cuenta el fenómeno natural, salvo que este sea de tipo antrópico.  Por tanto, en una zona deshabitada, para erupciones de magnitud pequeña, que afecten solo a su entorno próximo, el riesgo es cero o muy bajo. Si la magnitud de la erupción es mayor, aunque el entorno próximo del volcán esté totalmente deshabitado, la columna de ceniza suele afectar a la aviación, como pasó en el caso de la erupción del volcán Islandés Eyjafjallajökull (Gudmundsson et al, 2010), por ello, hoy en día es difícil hablar de riesgo cero.

Existen varias fórmulas para calcular el riesgo, en las que se tiene en cuenta los elementos anteriormente definidos; susceptibilidad, peligrosidad, vulnerabilidad, mitigación y exposición (Kelman, 2003). A continuación vemos las más importantes:

De acuerdo con Fournier d'Albe (1979), siguiendo las definiciones propuestas por Unesco (1972):

R = P * V *E

Donde R es el riesgo, P el peligro volcánico, V la vulnerabilidad y E la exposición.

De la Cruz-Reyna (1996),  considera que la preparación (Pre), reduce la vulnerabilidad, de tal forma que el riesgo puede evaluarse:

R = (P * V *E) / Pre

Helm (1996), considera el riesgo como el producto entre la Probabilidad de que ocurra (Pro), por una medida de las Consecuencias (Con) (pérdidas de vida, coste financiero):

R = Pro * Con

El mayor problema que tiene hoy en día trabajar en riesgo es la disponibilidad de datos, que deben ser precisos, detallados y estar lo más actualizados posibles, especialmente para zonas donde el nivel es alto. Su obtención siempre representa un gran esfuerzo y también necesitan un protocolo de actualización continua, además de tener presente los posibles cambios estacionales, por ejemplo, la temporada turística que incrementa el número de personas en el área (Marrero 2009; Marrero et al., 2013). 

Mapa de peligro vs escenario volcánico

El concepto de mapas de peligros es relativamente reciente y nace para manejar el riesgo asociado a los grandes aparatos volcánicos, por ejemplo, Popocatepetl (Macias et al., 1995; De la Cruz-Reyna and Tilling, 2008). Considera todos los peligros que puedan ocurrir y en su grado máximo, permitiendo definir zonas de exclusión, zonas seguras, etc. Se construyen teniendo en cuenta la historia eruptiva del volcán, conjuntamente con los simuladores de los peligros volcánicos. Se ha extrapolado a otros sistemas volcánicos pero, en las zonas donde el volcanismo es disperso, es necesario aplicar otro tipo de metodologías para que sean útiles (Lindsay et al., 2010; Marrero et al., 2019).

El escenario volcánico está referido a la recreación de una erupción de determinadas características y se utiliza para la gestión de una crisis volcánica (Marrero, 2009) o para validar la eficacia de un modelo, simulando una erupción pasada conocida (Crisci et al, 2004). La información de las redes de monitoreo y las aportaciones del grupo de expertos, permiten definir los parámetros de simulación de la erupción (Marzocchi et al, 2008). También permite la calibración de los modelos de simulación o la realización de ejercicios conjuntos con Protección Civil para entrenamiento y validación de los planes de emergencia (Zuccaro et al, 2008; Marrero et al, 2013). 

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