i

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN

FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES Y FORMALES

ESCUELA PROFESIONAL DE QUÍMICA

“EVALUACIÓN DE LA CONCENTRACIÓN DE DIÓXIDO DE CARBONO COMO

INDICADOR DE ACTIVIDAD VOLCÁNICA, EN LA SUPERFICIE DEL VOLCÁN

MISTI, AREQUIPA”

Tesis presentada por:

Bachiller FREDY ERLINGTTON

APAZA CHOQUEHUAYTA

Para optar el Título Profesional de:

Licenciado en Química

Asesor:

Dr. Juan Andrés Lopa Bolívar

AREQUIPA-PERÚ

2015

ii

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN

FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES Y FORMALES

ESCUELA PROFESIONAL DE QUÍMICA

“EVALUACIÓN DE LA CONCENTRACIÓN DE DIÓXIDO DE CARBONO COMO

INDICADOR DE ACTIVIDAD VOLCÁNICA, EN LA SUPERFICIE DEL VOLCÁN

MISTI, AREQUIPA”

Tesis presentada por:

Bachiller FREDY ERLINGTTON

APAZA CHOQUEHUAYTA

Para optar el Título Profesional de:

Licenciado en Química

SEÑORES JURADOS:

Dra. Virginia Pérez Murillo:………………………………………………………………

Dra. Roxana Urday Ocharan:……………………………………………………………

Dra. Matilde Yupanqui Mendoza:……………………………………………………….

AREQUIPA-PERÚ

2015

iii

DEDICATORIA

A mis queridos padres Melitón y

Eduarda, a mi esposa Rossibel,

principales motivadores para la

realización de la presente tesis.

A mis hermanos Mariluz, Alex y Sandy, a mi

familia por darme la fuerza de superación en

mis aspiraciones profesionales.

iv

AGRADECIMIENTO

Al Instituto Geológico Minero y Metalúrgico (INGEMMET), gracias a esta

institución fue posible la realización de la presente tesis. A la Dirección de

Geología Ambiental y Riesgo Geológico, al Observatorio Vulcanológico del

INGEMMET “OVI”, a la escuela profesional de Química de la Universidad

Nacional de San Agustín.

Agradezco al Lic. Pablo Masias Álvarez, por su gran apoyo en la realización del

presente estudio, así mismo por los conocimientos compartidos y observaciones.

Agradezco a mi asesor de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa,

Dr. Juan Lopa Bolívar, por su valioso tiempo y sugerencias que permitieron

realizar la presente tesis.

A la Mg. Ofelia Guillen, por su amistad y sugerencias.

A la Ing. Yanet Antayhua por su apoyo en la ejecución de la presente tesis.

A Domingo Ramos y Edu Taipe por su amistad, por los conocimientos y trabajos

de campo compartidos en mi formación profesional.

A todas aquellas personas que de una u otra forma contribuyeron en la realización

de la presente tesis.

v

ÍNDICE

RESUMEN xiv

ABSTRACT xv

INTRODUCCIÓN 1

CAPÍTULO I

MARCO TEÓRICO

1.1 Definición de volcán 4

1.2 El volcán Misti 5

1.3 Historia eruptiva del volcán Misti 5

1.4 Contexto Tectónico del volcán Misti 6

1.5 Geología del volcán Misti 8

1.6 Fluidos Volcánicos 8

1.7 Origen de los gases volcánicos 11

1.8 Química del CO2 en un volcán 12

1.9 Gases difusos “CO2” 14

1.10 Mecanismo de transporte del CO2 17

1.10.1 La difusión 17

1.10.2 La advección 18

1.11 Ciclo del CO2 18

1.12 El espectro infrarrojo IR 24

1.13 Los espectros infrarrojos de los gases 25

1.14 El CO2 en el infrarrojo 25

1.15 Fundamento de la técnica de espectroscopia de medición

infrarroja Gas Check

27

1.16 Equipo de medición de Dióxido de Carbono 28

1.17 Descripción del Equipo 28

vi

1.18 Sensores de Infrarrojo Gas Check. 29

1.19 Fuente de alimentación. 29

CAPÍTULO II

PARTE EXPERIMENTAL

2.1 Lugar donde se realizó la investigación 30

2.2 Tipo de investigación 30

2.3 Ámbito de estudio 30

2.4 Materiales y Equipos 31

2.4.1 Materiales 31

2.4.2 Equipos 31

2.5 Muestreo 32

2.5.1 Estratificación de la zona de muestreo 32

2.5.2 Preparación del equipo de medición 34

2.5.3 Procedimiento de muestreo en el suelo 35

2.5.4 Procedimiento de muestreo en el aire 40

2.6 Definición de Perfil 41

2.7 Descripción de los perfiles de medición. 42

2.7.1 Perfil de medición de CO2, L1 en el flanco Norte del volcán 43

2.7.2 Perfil de medición de CO2, L2 en el flanco Noreste del volcán 43

2.7.3 Perfil de medición de CO2 L3 en el flanco Este del volcán 43

2.7.4 Perfil de medición de CO2 L4 en el flanco Sureste del volcán 43

2.7.5 Perfil de medición de CO2 L5 en el flanco Sur del volcán 43

2.7.6 Perfil de medición de CO2 L6 en el flanco Sureste del volcán 44

2.7.7 Perfil de medición de CO2 L7 en el flanco Suroeste del volcán 44

2.7.8 Perfil de medición de CO2 L8 en el flanco Oeste del volcán 44

vii

2.7.9 Perfil de medición de CO2 L9 en el flanco Noroeste del volcán 44

2.7.10 Perfil de medición de CO2 L10 en el flanco Noroeste del volcán 44

2.7.11 Perfil de medición de CO2 L11 en el borde del cráter del volcán 45

2.7.12 Perfil de medición de CO2 L12 en el flanco Sur del volcán. 45

2.8 Procesamiento y análisis de Datos 45

CAPÍTULO III

RESULTADOS EXPERIMENTALES

3.1 Resultados de la concentración de CO2 en el suelo 48

3.1.1 Resultados de medición de CO2 en el perfil L1 en el flanco

Norte del volcán

48

3.1.2 Resultados de medición de CO2 en el perfil L2 en el flanco

noreste del volcán

50

3.1.3 Resultados de medición de CO2 en el perfil L3 en el flanco

Este del volcán

51

3.1.4 Resultados de medición de CO2 en el perfil L4 en el flanco

Sureste del volcán

52

3.1.5 Resultados de medición de CO2 en el perfil L5 en el flanco

sur del volcán

53

3.1.6 Resultados de medición de CO2 en el perfil L6 en el flanco

sureste del volcán

54

3.1.7 Resultados de medición de CO2 en el perfil L7 en el flanco

suroeste del volcán

55

3.1.8 Resultados de medición de CO2 en el perfil L8 en el flanco

oeste del volcán

56

3.1.9 Resultados de medición de CO2 en el perfil L9 en el flanco

noroeste del volcán

57

3.1.10 Resultados de medición de CO2 en el perfil L10 en el flanco

noroeste del volcán.

58

viii

3.1.11 Resultados de medición de CO2 en el perfil L11 en el borde

del cráter del volcán

59

3.1.12 Resultados de medición de CO2 en el perfil L12 en el flanco

sur del volcán

61

CAPÍTULO IV

DISCUSIÓN DE RESULTADOS

4.1 Discusión de resultados en los perfiles de medición 62

4.1.1 Análisis del Perfil de CO2 L1 en el flanco Norte del volcán 63

4.1.2 Análisis del Perfil de CO2 L2 en el flanco Noreste del volcán 64

4.1.3 Análisis del Perfil de CO2 L3 en el flanco Este del volcán 65

4.1.4 Análisis del Perfil de CO2 L4 en el flanco Sureste del volcán 66

4.1.5 Análisis del Perfil de CO2 L5 en el flanco Sur del volcán 67

4.1.6 Análisis del Perfil de CO2 L6 en el flanco Sureste del volcán 68

4.1.7 Análisis del Perfil de CO2 L7 en el flanco Suroeste del volcán 69

4.1.8 Análisis del Perfil de CO2 L8 en el flanco Oeste del volcán 70

4.1.9 Análisis del Perfil de CO2 L9 en el flanco Noroeste del volcán 71

4.1.10 Análisis del Perfil de CO2 L10 en el flanco Noroeste del volcán 72

4.1.11 Análisis del Perfil de CO2 L11en el borde del cráter del volcán 73

4.1.12 Análisis del Perfil de CO2 L12 en el flanco Sur del volcán 74

4.2 Mapa de concentración de dióxido de carbono en el volcán Misti 77

4.2.1 Puntos de alta concentración de dióxido de carbono 79

4.2.2 Zonas de alta concentración de dióxido de carbono 80

ix

4.2.3 Relación con el potencial espontaneo y zona hidrotermal 81

4.2.4 Relación con estructuras geológicas 84

CONCLUSIONES 86

RECOMENDICONES 87

BIBLIOGRAFIA 88

GLOSARIO 97

ANEXOS 98

x

ÍNDICE DE FIGURAS

Pág.

Figura 1. Estructura de un volcán y sus principales productos, tomada de USGS Fact Sheet (Myers, 1997)

4

Figura 2. Ubicación del volcán Misti, (Rivera, 2008). 5

Figura 3. Contexto tectónico del volcán Misti, (Thouret et al., 2001) 7

Figura 4: Geología del volcán Misti (Chávez, 1992; Thouret et al. 2001, Mariño et al. 2007).

8

Figura 5: Diagrama de gases presentes en un volcán, modificado (Hochstein, 2000).

10

Figura 6. Penacho de gases volcánicos del volcán Misti, (fuente propia). 14

Figura 7. Manifestaciones de las emanaciones visibles y no visibles de gases en sistemas volcánicos hidrotermales (Pérez, 2008).

15

Figura 8. Fotografía de las fumarolas en el fondo del cráter del volcán Misti, (fuente propia).

16

Figura 9. Burbujeo de gases volcánicos a través del agua de la fuente termal Umaluso, (fuente propia).

17

Figura 10. Estimación de los aportes de CO2 hacia el sistema superficial procedentes de la desgasificación magmática. (Berner, 1991).

19

Figura 11. Estimación de la tasa de meteorización a lo largo del Fanerozoico (Berner y Kothavala, 2001) y gráfico ilustrando el proceso por el cual, a través de la meteorización de los silicatos, se retira a escala de millones de años de forma muy efectiva el CO2 atmosférico.

21

Figura 12. Diagrama de flujos del dióxido de carbono entre los diferentes reservorios existentes en sistemas volcánicos (Pérez, 2007).

22

Figura 13. Representación esquemática de las vibraciones de la molécula de CO2, (Spiro y Stigliani, 2004).

26

Figura 14. Espectro de absorción del CO2 en el infrarrojo Spiro y Stigliani, 2004).

27

Figura 15. Diagrama de flujo del método de muestreo, (fuente propia). 27

Figura 16. Esquema celda de analizador de CO2 por infrarrojos, (Doménech, 1995).

28

Figura 17. Descripción del equipo de Infrarrojo para la medición de CO2 (fuete propia).

29

xi

Figura 18. Mapa de muestreo indicando los 795 puntos de muestreo en los 12 perfiles sobre el volcán Misti, (fuente propia).

33

Figura 19. Ubicación del lugar de muestreo en el punto más alto del volcán Misti, (fuente propia).

34

Figura 20. Mantenimiento y verificación del funcionamiento del equipo en el lugar de muestreo, (fuente propia).

35

Figura 21. Ubicación de los puntos de muestreo, (fuente propia). 36

Figura 22. Introducción de la estaca en la superficie del volcán a 30 cm de profundidad, (fuente propia).

36

Figura 23. Introducción de la sonda de muestreo en la superficie del volcán a 30 cm de profundidad, (fuente propia).

37

Figura 24. Muestreo del gas CO2 con ayuda de la jeringa desde la sonda introducida en la superficie del volcán, (fuente propia).

38

Figura 25. Inyección del gas muestreado al equipo para su cuantificación, (fuente propia).

38

Figura 26. Registro de datos de muestreo en la libreta de campo, (fuente propia).

39

Figura 27. Vista de los puntos de muestreo a lo largo de un perfil, (fuente propia).

40

Figura 28. Perfiles de muestreo en el volcán Misti, (fuente propia). 42

Figura 29. Ventana del programa Golden Software Surfer v.8, (fuente propia).

46

Figura 30. Ventana del programa ArGIS 9.2, (fuente propia). 47

Figura 31. Relación entre la concentración de dióxido de carbono (ppm) y la altura en el perfil L1, (fuente propia).

49

Figura 32. Relación entre la concentración de dióxido de carbono (ppm) y la altura en el perfil L2, (fuente propia).

50

Figura 33. Relación entre la concentración de dióxido de carbono (ppm) y la altura en el perfil L3, (fuente propia).

51

Figura 34. Relación entre la concentración de dióxido de carbono (ppm) y la altura en el perfil L4, (fuente propia).

52

Figura 35. Relación entre la concentración de dióxido de carbono (ppm) y la altura en el perfil L5, (fuente propia).

53

Figura 36. Relación entre la concentración de dióxido de carbono (ppm) y la 54

xii

altura en el perfil L6, (fuente propia).

Figura 37. Relación entre la concentración de dióxido de carbono (ppm) y la altura en el perfil L7, (fuente propia).

55

Figura 38. Relación entre la concentración de dióxido de carbono (ppm) y la altura en el perfil L8, (fuente propia).

56

Figura 39. Relación entre la concentración de dióxido de carbono (ppm) y la altura en el perfil L9, (fuente propia).

57

Figura 40. Relación entre la concentración de dióxido de carbono (ppm) y la altura en el perfil L10, (fuente propia).

58

Figura 41. Relación entre la concentración de dióxido de carbono (ppm) y la altura en el perfil L11, (fuente propia).

60

Figura 42. Relación entre la concentración de dióxido de carbono (ppm) y la altura en el perfil L12, (fuente propia).

61

Figura 43. Relación entre la altura y la distancia recorrida, en la cual se observan también la concentración de dióxido de carbono (ppm) y la temperatura (°C) en el perfil L1, (fuente propia).

63

Figura 44. Relación entre la altura y la distancia recorrida, en la cual se observan también la concentración de dióxido de carbono (ppm) en el perfil L2, (fuente propia).

64

Figura 45. Relación entre la altura y la distancia recorrida, en la cual se observan también la concentración de dióxido de carbono (ppm) en el perfil L3, (fuente propia).

65

Figura 46. Relación entre la altura y la distancia recorrida, en la cual se observan también la concentración de dióxido de carbono (ppm) y la temperatura (°C) en el perfil L4, (fuente propia).

66

Figura 47. Relación entre la altura y la distancia recorrida, en la cual se observan también la concentración de dióxido de carbono (ppm) y la temperatura (°C) en el perfil L5, (fuente propia).

67

Figura 48. Relación entre la altura y la distancia recorrida, en la cual se observan también la concentración de dióxido de carbono (ppm) en el perfil L6, (fuente propia).

68

Figura 49. Relación entre la altura y la distancia recorrida, en la cual se observan también la concentración de dióxido de carbono (ppm) y la temperatura (°C) en el perfil L7, (fuente propia).

69

Figura 50. Relación entre la altura y la distancia recorrida, en la cual se observan también la concentración de dióxido de carbono (ppm) y la temperatura (°C) en el perfil L8, (fuente propia).

70

xiii

Figura 51. Relación entre la altura y la distancia recorrida, en la cual se observan también la concentración de dióxido de carbono (ppm) en el perfil L9, (fuente propia).

71

Figura 52. Relación entre la altura y la distancia recorrida, en la cual se observan también la concentración de dióxido de carbono (ppm) y la temperatura (°C) en el perfil L10, (fuente propia).

72

Figura 53. Relación entre la altura y la distancia recorrida, en la cual se observan también la concentración de dióxido de carbono (ppm) en el perfil L11, (fuente propia).

73

Figura 54. Relación entre la altura y la distancia recorrida, en la cual se observan también la concentración de dióxido de carbono (ppm) y la temperatura (°C) en el perfil L12, (fuente propia).

74

Figura 55. Relación entre la concentración de dióxido de carbono (ppm) y la altura en los perfiles L1, L2, L3, L4 y L5, (fuente propia).

75

Figura 56. Relación entre la concentración de dióxido de carbono (ppm) y la altura en los perfiles L6, L7, L8, L9 y L10, (fuente propia).

76

Figura 57. Mapa de Concentración de dióxido de carbono en el volcán Misti, fuente propia, (fuente propia).

78

Figura 58. Puntos de alta concentración de dióxido de carbono cerca al borde del cráter en el volcán Misti, (fuente propia).

79

Figura 59. Zonas de alta concentración de dióxido de carbono en el volcán Misti, (fuente propia).

80

Figura 60. Relación entre el potencial espontaneo y el presente estudio. A la izquierda se identifica la zona hidrotermal (Ramos, 2000). A la derecha las zonas de alta concentración de dióxido de carbono dentro de la zona hidrotermal.

82

Figura 61. Se muestra la ubicación de las anomalías de dióxido de carbono identificadas en el presente estudio dentro de la zona hidrotermal establecida por Ramos, 2000 y Finizola, 2004, (fuente propia).

83

Figura 62. Mapa de estructuras geológicas en el volcán Misti (Thouret, 2001)

84

Figura 63. Relación entre las estructuras geológicas y anomalías del presente estudio. A la izquierda se muestran las estructuras geológicas existentes en el volcán Misti (Thouret et al, 2001).A la derecha se muestran las anomalías encontradas en el presente estudio.

85

xiv

RESUMEN

El volcán Misti está ubicado en el sur del Perú, a 5822 msnm, dentro de la zona

volcánica central de los Andes, considerado muy peligroso por tener en sus faldas

a la ciudad de Arequipa con cerca de 1 millón de habitantes, siendo la segunda

ciudad más importante económicamente en el Perú.

El presente estudio se realizó sobre la superficie del edifico volcánico del Misti,

en un total de 795 puntos de muestreo distribuidos en 12 perfiles sobre el edificio

volcánico, empleando técnicas de espectroscopia infrarroja que cuantifican la

concentración de dióxido de carbono en partes por millón (ppm), Este estudio se

realizó durante 3 años entre el 2010 y 2012.

Como resultado del estudio se elaboró un mapa de concentración de dióxido de

carbono del edificio volcánico del Misti en el cual se muestra la distribución de la

concentración de CO2 donde se pueden identificar 4 zonas de alta concentración,

en las cuales existen estructuras volcánicas de alto riesgo.

En la zona 1 por el flanco norte del volcán en el perfil L10 se registró valores

máximos de 4410 ppm, por el sector de Charcani en la cuenca del río Chili. En la

zona 2 por el flanco este del volcán en el perfil L4 se encontraron valores

máximos de 6900 ppm frente a la laguna Aguada Blanca. En la zona 3 por el

flanco suroeste del volcán en el perfil L6 se registraron valores por encima de los

6930 ppm frente a la ciudad de Arequipa. En la zona 4 por el flanco oeste del

volcán en el perfil L8 se registraron valores máximos de 4145 ppm frente a la

ciudad de Arequipa.

La evaluación de la concentración de CO2 en el volcán Misti relacionada

indirectamente con los cambios en la temperatura de la superficie a 40 cm de

profundidad y la zona hidrotermal establecida en estudios anteriores de potencial

espontaneo, así como estudios sobre la geología del volcán Misti permiten

identificar también secuelas de antiguas calderas cerca del cráter activo que

indican un claro proceso de desgasificación en los flancos del volcán

corroborando su actividad volcánica. Mediante este estudio se pretende

establecer una línea base para el monitoreo volcánico detectando oportunamente

las condiciones anómalas precursoras de algún proceso eruptivo volcánico.

xv

ABSTRACT

El Misti volcano is located in southern Peru, at 5822 meters above sea level within

the central volcanic zone of the Andes, considered too dangerous to get their foot

in the city of Arequipa with about 1 million inhabitants, being the second city more

important economically in Peru.

This study was performed on the surface of the Misti volcano, in a total of 795

sampling points distributed in 12 profiles on the volcano using infrared

spectroscopy techniques that quantify the concentration of carbon dioxide in parts

per million ( ppm), this study was conducted over three years between 2010 and

2012.

As a result of the study a map of carbon dioxide concentration of the Misti volcano

in which the distribution of the concentration of CO2 which can be identified 4

areas of high concentration, in which there are high risk volcanic structures.

In zone 1 on the north flank of the volcano's profile L10 maximum values of 4410

ppm was recorded by the sector Charcani the Chili River basin. In zone 2 on the

east flank of the volcano's profile L4 maximum values of 6900 ppm were found

facing the lagoon Aguada Blanca. In zone 3 on the southwest flank of the volcano

in the L6 profile recorded values above 6930 ppm facing the city of Arequipa. In

zone 4 on the west flank of the volcano's profile L8 maximum values of 4145 ppm

these facing the city of Arequipa.

Evaluation of the concentration of CO2 in the Misti volcano indirectly related to

changes in the temperature of the surface to 40 cm deep and hydrothermal zone

established in previous studies of spontaneous potential, and studies of the

geology of the Misti volcano to identify Also aftermath of old boilers near the active

crater indicating a clear process of degassing on the flanks of the volcano

corroborating its volcanic activity. Through this study is to establish a baseline for

monitoring volcanic precursor timely detecting abnormal conditions of a volcanic

eruption process.

1

INTRODUCCIÓN

En el sur del Perú existen 7 volcanes activos los cuales han registrado al menos

una erupción durante los últimos 600 años, El volcán Misti, es el de mayor riesgo

en el Perú por presentar un cráter activo que se encuentra a solo 18 km al noreste

del centro de la ciudad de Arequipa, la segunda ciudad en importancia económica

y cultural del Perú, con una población aproximada de 1 000 000 de habitantes, su

expansión urbana se asienta actualmente a menos de 12 km del volcán Misti, en

los distritos de Alto Selva Alegre, Miraflores, Mariano Melgar, Paucarpata y

Chiguata, (Macedo, 2009).

En el área de influencia del volcán Misti, se desarrolla una de las más importantes

operaciones mineras, “Cerro Verde”, así como costosos proyectos de

infraestructura hídrica y energética como por ejemplo; el sistema de represas de

la cuenca del río Chili, conformado por las represas, El Fraile y Aguada Blanca.

Este sistema de represas abastece agua para las centrales hidroeléctricas de

Charcani I, II, III, IV y V.

Por otro lado en un volcán se cuenta con una cámara magmática que posee

grandes cuerpos de magma almacenados a gran presión producto del cual se

liberan diferentes fluidos de la actividad hidrotermal y magmática profunda, dentro

de ellos se encuentra el dióxido de carbono CO2 que se dirige a la superficie por

todo el edificio volcánico produciéndose la desgasificación.

Estudios geoquímicos en los volcanes durante los últimos 21 años demostraron

que grandes cantidades de CO2 son liberados no sólo de sus cráteres activos,

sino también de sus flancos en forma de emanaciones difusas (Chiodini et al.,

1998; Hernández et al., 2003; Wardell et al., 2001; Rogie et al., 2001; Shimoike et

al., 2002), En el Perú es la primera vez que se realiza estudios acerca de los

gases difusos en el suelo del edificio volcánico del volcán Misti.

Carapezza en el 2004, al estudiar la fuerza motriz de los gases en las erupciones

volcánicas en el volcán Stromboli (Italia), demostró que existió un incremento

significativo de CO2 unos días antes de ocurrir la erupción de diciembre de 2002.

Evidenciando una estrecha relación entre la emisión difusa de CO2 y la actividad

volcánica, y también mostraron que cambios significativos de la emisión difusa de

CO2 pueden registrase mucho tiempo antes de ocurrir un evento eruptivo,

2

observaciones que también son reflejados en el modelo conceptual elaborado por

Notsu en el 2006 sobre la evolución temporal de la emisión difusa de CO2 a lo

largo de diversos estadios de actividad volcánica. Estudios anteriores han

detectado importantes incrementos de CO2 antes de procesos eruptivos en

volcanes como el volcán Usu en Japón (Hernadez et al., 2001).

Estudios realizados en el Perú el año 2000, con el método de potencial

espontaneo del volcán Misti permitieron estudiar la estructura y circulación de

fluidos de gases en el suelo y fumarolas, estableciendo una zona hidrotermal en

la estructura volcánica por la cual los fluidos circulan en el interior del volcán

(Ramos, 2000).

Por otro lado se realizaron estudios sobre la geología del volcán Misti (Thouret et

al., 2001). Finizola, en el año 2004, delimita la zona hidrotermal donde los fluidos

son identificados con el método de potencial espontaneo, en dicho estudio la

concentración del CO2 en el suelo del edificio volcánico fue analizado por

cromatografía.

En el volcán Misti se realizaron también estudios geoquímicos de la fuentes de

aguas termales asociadas al volcán Misti (Masías, 2007). En el 2011 los estudios

realizados en aguas termales y gases volcánicos en fumarolas sumado a la

actividad sismo-volcánica en el volcán Misti nos mostraban la presencia de gases

de azufre y carbono en la estructura volcánica (Lopa, 2011). En el 2012 estudios

realizados sobre el dióxido de carbono asociado a una leve y esporádica actividad

fumarólica del volcán Misti establecen valores superiores a 390 ppm en el aire

(Apaza, 2012).

El presente estudio surgió durante las actividades realizadas por el Observatorio

vulcanológico del INGEMMET, donde existía la necesidad de presentar resultados

e interpretaciones de las mediciones del gas volcánico dióxido de carbono,

realizadas en el suelo del edificio volcánico del Misti entre los años 2010 y 2012.

El objetivo general del estudio es evaluar la concentración de dióxido de carbono

como indicador de actividad volcánica, en la superficie del volcán Misti; y como

objetivos específicos el elaborar un mapa de la concentración de dióxido de

carbono (CO2) alrededor del edificio volcánico del Volcán Misti, así como

3

identificar fracturas, fallas y zonas de alta concentración de CO2 relacionadas con

la emisión de gases difusos en el edificio volcánico del Misti y finalmente

determinar la concentración de CO2 y relacionarlos con estudios anteriores del

método geofísico de potencial espontaneo para poder corroborar la presencia de

estructuras y zonas en el volcán Misti.

Para este estudio se emplean técnicas de espectroscopia infrarroja con sensores

Gascheck, que miden la cantidad de dióxido de carbono en partes por millón

(ppm) sobre la superficie del volcán Misti, realizando muestreos en el suelo del

volcán cada 20 y 50 metros de distancia en perfiles de medición que van desde la

cumbre del edificio volcánico hacia la parte inferior, con un recorrido total de

muestreo de 15 km, mediante el cual se pretende identificar zonas de alta

concentración y estructuras volcánicas.

El presente estudio permitirá establecer si la concentración de dióxido de carbono

en el volcán Misti podría dar información para identificar las zonas de mayor

emisión de dióxido de carbono para la elaboración de la línea base de vigilancia

Volcánica.

4

CAPÍTULO I

MARCO TEÓRICO

1.1 Definición de Volcán

La palabra volcán proviene del griego “Vulcano”. Se trata de un conducto que

establece comunicación directa entre la superficie terrestre y los niveles profundos

de la corteza terrestre. Se define también como aquel lugar donde la roca fundida

o fragmentada por el calor y gases calientes emergen a través de una abertura

desde las partes internas de la tierra a la superficie, (MacDonald, 1972).

En un proceso eruptivo de un volcán con la existencia, por debajo de la superficie

de la Tierra, de una cámara magmática en la cual existe roca fundida debido a la

presencia de altas temperaturas y presiones. Esta roca fundida recibe el nombre

de magma y que debido a su baja densidad asciende a la superficie a través de

un conducto conocido como chimenea para luego ser expulsado por el cráter y

que al fluir por la superficie recibe el nombre de lava, generando diferentes

productos como ceniza, bombas flujos piro clásticos, lahares, etc. (Figura 1).

Figura 1. Estructura de un volcan y sus principales productos, tomada de USGS

Fact Sheet (Myers, 1997).

5

1.2 El volcán Misti

El volcán Misti es uno de los siete volcanes activos situados en la cadena

volcánica del sur peruano (Sabancaya, Misti, Ubinas, Huaynaputina, Ticsani,

Yucamane y Tutupaca), perteneciente a la Zona Volcánica de los Andes

Centrales (ZVC) (Figura 2), según los relatos históricos recopilados sobre la

actividad volcánica, se deduce que la actividad de estos volcanes tuvo un impacto

importante en la población, en los terrenos de cultivo, en la ganadería y para las

obras de infraestructura situados en áreas aledañas.

Figura 2. Ubicación del volcán Misti, (Rivera 2008).

1.3 Historia eruptiva del volcán Misti

Los datos históricos recientes muestran 12 eventos eruptivos del volcán Misti,

ocurridos desde el siglo XV hasta la actualidad. La actividad más importante se

registró durante los años 1454, 1677, 1784 y 1787 (Ballón, 1900; Travada y

Córdova, 1958; Barriga, 1951; Zamácola y Jáuregui, 1804; Chávez, 1992).

La última actividad considerable presentada por el Misti ocurrió en el Siglo XV, sin

embargo por el año 1985 y de acuerdo a testigos que dan cuenta se produjeron

6

columnas altas de 1 km que contenían cenizas finas, producto del cual el domo

del cráter aparentemente fue creciendo. En general las actividades en el último

siglo se caracterizaron por presentar crisis fumarólicas (Thouret et al., 2001).

Las manifestaciones observadas en el volcán Misti, son propias de un volcán

activo, las cuales se consideran de tipo freática, con presencia de gases y en la

mayoría de casos con cenizas. Muchos de estos hechos están acompañados de

ruido y sismos. Pero una de las últimas erupciones explosivas de gran magnitud

presentada por el Misti fue la erupción de hace 2000 años (Thouret et al., 2001)

1.4 Contexto Tectónico del volcán Misti

El Misti yace dentro de un sistema tectónico extensional de rumbo complejo,

compuesto por 4 grupos de fallas: el activo de tipo normal-slip orientado en 4

dirección Oeste-Noroeste (O-NO), la falla Huanca cuyo buzamiento es hacia el

Suroeste (SO) con una pequeña componente lateral izquierda, la cual compensa

probablemente la orientación de las fallas inactivas de tipo normal y de rumbo al

Norte (N), Noreste (NE) y Norte–Noroeste (N-NO), (Figura 3). Las fallas con

dirección Noreste y las ya existentes fallas compresivas de dirección N habrían

originado la formación de 1 km de profundidad en el cañón del río Chili que drena en

la cordillera Occidental hacia la cuenca tectónica de Arequipa de 2300 msnm.

(Thouret et al., 2001).

7

Figura 3. Contexto tectónico del volcán Misti, (Thouret et al., 2001).

8

1.5 Geología del volcán Misti

El Misti está constituido por dos edificios volcánicos: un estrato volcán (antiguo)

erosionado al oeste, llamado Misti 1, datado en <833 000 años; y un estrato-cono

“moderno” al Este y Sureste, que se eleva hasta los 5800msnm, emplazado en los

últimos 112 000 años (Thouret et al.2001).Este último estrato-cono se formó durante

las etapas Misti 2, Misti 3 y Misti 4, (Figura 4).

Figura 4. Geología del volcán Misti (Chávez, 1992; Thouret et al.

2001, Mariño et al. 2007).

1.6 Fluidos Volcánicos

Un volcán es una estructura que tiene comunicación con el interior de la tierra

mediante una cámara magmática que posee grandes cuerpos de magma

almacenados a gran presión producto del cual se liberan diferentes fluidos de la

actividad hidrotermal y magmática profunda, se encuentran presentes tanto en

forma líquida como en forma de vapor. Esta fase de vapor, está constituida por

vapor de agua y gases provenientes de distintas fuentes. A medida que estos

fluidos se dirigen a la superficie, se produce una reducción de la presión

confinante dentro del sistema, lo que origina que la fase de vapor se separe de la

fase líquida. Estos vapores migran hacia la superficie independientemente de la

fase líquida y se manifiestan al exterior en forma de fumarolas, o lo hacen con la

9

fase líquida por medio de las fuentes termales pero en disolución. Bajo estas

circunstancias, la química del vapor de agua tanto en la fumarola como en las

fuentes termales, será una consecuencia directa de la composición del fluido del

reservorio. Las fuentes calientes de agua, aparte de su contaminación por aguas

meteóricas y por sustancias disueltas de las rocas, nos darán información acerca

de la composición de los gases volátiles, tal como que lo hacen las fumarolas.

Además del vapor de agua, cuyo origen puede determinarse en muchos casos

mediante análisis isotópicos, el resto de los volátiles varía con la temperatura de

salida. Cuando la temperatura es muy elevada, (500~1.200º C) los componentes

principales son: HCl, SO3, CO2, H2, H2S, HF y N2. Entre 100 y 500º C predominan

SO2, H2S, CO2, N2 y H2, mientras que por debajo de los 60º C el principal

componente es CO2, que algunos autores creen que se origina a partir del

metamorfismo de rocas carbonatadas. Otros componentes como el NH3, F, Hg, B,

etc. son también de dudoso origen primario, (Figura 5).

Entre los numerosos tipos de emanaciones relacionadas con el vulcanismo

destacan por su frecuencia las solfataras (campos de azufre cubiertos por tierra)

ubicadas en los cráteres del volcán que tienen altas temperaturas (100 – 300º C),

que se caracterizan por su elevado contenido en SO2, el cual se reduce en

contacto con la atmósfera y da lugar a la formación de cristales de azufre.

Las emanaciones que no contienen una proporción elevada de gases sulfurosos

se denominan genéricamente fumarolas y presentan una amplia variedad en

cuanto a su localización, composición y temperatura, recibiendo denominaciones

locales tales como mofetas (ricas en CO2), soffioni, ausoles, etc. En los orificios

de salida de estos volátiles se depositan con frecuencia minerales, a la vez que se

produce una reacción con la roca, dando lugar a la formación de productos

secundarios que en algunas zonas son explotados económicamente.

También la lava en su proceso de enfriamiento desprenden parte de su carga

gaseosa y determinadas reacciones químicas, favorecidas por el calor que

desprende el magma, tienen el mismo efecto, que deben tenerse en cuenta por su

posible toxicidad.

10

Figura 5: Diagrama de gases presentes en un volcán, modificado (Hochstein,

2000).

Los gases volátiles constituyen, sin duda, una de las facetas más importantes del

vulcanismo y su influencia debió ser mucho mayor en las primeras etapas de

desgasificación del planeta, siendo en parte responsables de la constitución de

nuestra atmósfera e hidrosfera (Rubey, 1951). Aun en las erupciones actuales, el

volumen de gases emitido es generalmente muy superior al de la fracción liquida,

sin embargo, el estudio detallado de las fases volátiles se ve dificultado por el

carácter fugitivo de los mismos y la imposibilidad de medir en cada caso su

volumen, presión, temperatura, etc.

Los gases volátiles son el principal vehículo de transporte hacia la superficie de la

energía almacenada en el magma y condicionan en gran medida su presión y su

viscosidad, determinando la explosividad de las erupciones. Los magmas poco

viscosos permiten una fácil separación de los elementos volátiles al disminuir la

11

presión hidrostática durante el ascenso del fundido; por esta razón los volcanes

basálticos son generalmente poco explosivos y la columna de humo escapa

rítmicamente durante toda la erupción, mientras que cuando el magma es muy

viscoso los gases se acumulan en el techo de la columna magmática, elevándose

la presión de volátiles y provocando fases explosivas de gran violencia (Araña,

2004).

La presión de salida de los gases depende también en parte de la relación entre

su volumen y las dimensiones de la boca eruptiva, si bien como la fase volátil es

más ligera que el resto de los materiales magmáticos, se mueve con mayor

facilidad que éstos, escapando a través de pequeñas fisuras y realizando a veces

un complejo recorrido, por lo que la actividad fumarolica suele ser muy intensa en

las cercanías del volcán en los periodos de mayor efusión lávica.

En realidad; no todos los gases escapan a la atmósfera, ya que una parte de los

mismos queda atrapada en la roca formando parte de los fenocristales y del

vidrio. Un análisis de estos elementos volátiles aporta una valiosa información

sobre el verdadero carácter de los componentes juveniles.

1.7 Origen de los gases volcánicos

Es importante conocer en cada caso el origen de los volátiles. Hasta hace pocos

años sólo se había estudiado la composición de los gases emitidos en

emanaciones antes y después de un proceso eruptivo, ya que es difícil recoger

muestras de gases emitidos en una fase explosiva o muy próxima a un volcán

activo. Por esta razón deben distinguirse los volátiles emitidos a gran presión y

temperatura, generalmente asociados a eventos explosivos, del resto de las

emanaciones que se manifiestan en periodos de inactividad efusiva o incluso en

épocas de actividad, pero alejados de los cráteres.

Entonces los principales gases volátiles liberados del magma son: Dióxido de

azufre (SO2), Dióxido de carbono (CO2), Cloruro de hidrogeno (HCl), Fluoruro de

hidrogeno (HF), que al disolverse en el agua, incrementan las concentraciones de

los iones mayores como: Ion sulfato (SO42-), Ion cloruro (Cl-), Ion carbonato acido

(HCO3-), produciendo variaciones en los parámetros fisicoquímicos de las fuentes

12

termales (Armienta et al., 2007). Los gases son los primeros productos volcánicos

que alcanzan la superficie y de hecho predominan en las etapas iníciales de la

erupción, su hegemonía continua con altibajos y en una emanación tranquila

pueden prolongarse una vez terminada la actividad efusiva (Araña. V. 1984).

En el anexo 6 se muestra la guía sobre gases volcánicos en la cual se establece

las propiedades, efectos de exposición y lineamientos existentes, así como

ejemplos de incidentes volcánicos con casos de mortalidad y morbilidad

asociados a emisiones volcánicas de CO2.

1.8 Química del CO2 en un volcán

La primera introducción de CO2 en el magma se produce durante la fusión parcial

del manto, la presencia de carbono derivado del manto se asocia con divisiones

continentales y oceánicas, donde los eventos de fusión de profundidad, crean

magmas infra saturados en sílice, ricos en carbono,

Los magmas que emite el volcán Misti son generados por la fusión del manto,

debido a la deshidratación de la placa de Nazca que subduce el continente

sudamericano. Estos magmas primitivos son contaminados durante su ascenso

hacia la superficie en un tramo de aproximadamente 70 km (Rivera, 2008).

La química de los volátiles en la cámara magmáticas de un volcán se caracteriza

por la presión y temperatura elevada, parámetros que facilitan que los gases

presentes en el magma escapen con rapidez. Cuando el CO2 reacciona con el

agua en el suelo forma el ácido carbónico:

CO2 (g) + H2O (l) ↔ H2CO3 (ac)

El ácido carbónico es muy efectivo para meteorizar las rocas, dicho de otra

manera, es efectivo para destruir químicamente la roca. Para este tema,

solamente vamos a hablar sobre rocas que contienen silicatos de calcio o

magnesio. Rocas silíceas son muy comunes en la corteza de la Tierra. El ácido

carbónico meteoriza los silicatos a calcio, magnesio y dos iones de bicarbonato:

2Mg2SiO4 (s) + CaMgSi2O6 (s) + 2 CO2 (ac) ↔ 4 MgSiO3 (s) + CaMg(CO3)2 (s)

13

(Ca,Mg)SiO3(s) + 2CO2(ac) + 3H2O(l) → (Ca,Mg)2+(ac) + 2 HCO3

–(ac) + Si(OH)4(ac)

Los iones liberados de calcio, magnesio y carbonato acido son llevados por los

ríos al océano. En el océano, los organismos utilizan los iones para formar

conchas de carbonato cálcico. Esta reacción predominantemente es realizada por

organismos, pero, también puede ocurrir inorgánicamente:

Ca2+(ac) + 2HCO3

-(ac) CaCO3(s) + CO2(g) + H2O(l)

Cuando los organismos mueren, las conchas caen al fondo, donde forman una

roca compuesta de carbonato de calcio, llamada caliza, y si hay una cantidad de

magnesio se llama dolomita. Entonces si empezamos el proceso con dos

moléculas de CO2 de la atmósfera, más la erosión van a dar lugar a dos

bicarbonatos que formar una concha carbonatada y libera solo una molécula de

CO2 a la atmósfera. Entonces este proceso, de meteorización y sedimentación,

quita una molécula de CO2 de la atmósfera. El fondo del mar se expande, y

después de millones de años queda sometido a subducción bajo de la corteza

terrestre. Con la temperatura y presión muy elevadas, el carbonato cálcico

reacciona con el silicio, volviendo a formar rocas de silicatos. Este proceso se

llama "metamorfismo:"

CaCO3(s) + SiO2(s) CaSiO3(s) + CO2(g)

El metamorfismo de rocas carbonatos libera una molécula de CO2, que es

liberada a la atmósfera mediante el vulcanismo. La ecuación simplificada para el

ciclo de rocas es:

CaSiO3(s) + CO2(g) ↔ CaCO3(s) + SiO2(s)

La reacción de izquierda a derecha (Meteorización): Esta reacción se da

por acción del agua de lluvia que contiene gases disueltos, entre ellos CO2

y las condiciones climatológicas el viento, radiación solar, temperatura, etc.

La reacción de derecha a izquierda (Metamorfismo): Esta reacción se da a

altas Temperaturas (~ 1200 °C) y altas presiones liberando moléculas

gaseosas de CO2 mediante el vulcanismo.

14

La meteorización química de las rocas silicatos empuja la ecuación a la derecha,

y consume una molécula de CO2 de la atmósfera, y metamorfismo empuja la

ecuación a la izquierda, y libera una molécula de CO2 mediante el vulcanismo a la

atmósfera.

1.9 Gases difusos “CO2”

Los volcanes emiten importantes cantidades de gases a la atmósfera (Stoiber et

al., 1973, 1987; Gerlach, 1991; Williams et al., 1992; Andrés & Kasgnoc, 1998), y

estas emanaciones pueden clasificarse en dos grandes grupos atendiendo a la

visibilidad de su manifestación. Por un lado se encuentran las emanaciones de

gases volcánicos que son visibles al ojo humano como consecuencia de la

presencia del vapor de agua (H2O), el principal componente de los gases

volcánicos, como lo son los penachos volcánicos o fumarolas (Figura 6).

Figura. 6. Penacho de gases volcánicos del volcán Misti, (fuente propia).

Además de estas manifestaciones visibles, se pueden catalogar dentro de este

grupo aquellas emanaciones de gases volcánicos que tienen lugar en hervideros

y manantiales naturales o artificiales de aguas, donde la presencia de burbujeo

certifica la existencia de un proceso de desgasificación.

Por otro lado se encuentran las emanaciones de gases volcánicos que no son

visibles al ojo humano, y que por lo tanto, se conocen como emisiones difusas y

dispersas. Estas emanaciones son fundamentalmente de dióxido de carbono

15

(CO2), y se pueden dar a través de todo el edificio volcánico, aunque sus mayores

valores de emisión se detectan en aquellas zonas del edificio volcánico que

presentan una mayor permeabilidad vertical (fracturas y fallas), las cuales

favorecen la migración de estos gases hacia la superficie (Figura 7). Las

emanaciones difusas y dispersas podrían igualmente catalogarse como emisiones

“silenciosas” dado que sus valores en la concentración suelen ser relativamente

pequeños, si los comparamos con los valores que se registran en las fumarolas y

los penachos, que llegan incluso a producir sonidos asociados al proceso de

desgasificación (que se asemejan al sonido de un soplete o el de un avión jet).

Figura 7. Manifestaciones de las emanaciones visibles y no visibles de gases en

sistemas volcánicos hidrotermales (Pérez, 2008).

16

Las fumarolas del volcán Misti son claramente visibles desde la ciudad de

Arequipa y observadas principalmente por las mañanas. Desde el año 2008 el

INGEMMET viene realizando el monitoreo visual de las emisiones fumarolicas

más resaltantes, desde la oficina de INGEMMET en Arequipa. En general, estas

emisiones son de color blanquecino y raramente sobrepasan los 500 m de altura

sobre el cráter. Por otro lado las manifestaciones de gases cerca del domo del

cráter del volcán Misti se observan fácilmente desde el borde de la caldera como

se observa en la figura 8.

Figura 8. Fotografía de las fumarolas en el fondo del cráter del volcán Misti,

(fuente propia).

En las fuentes termales asociadas al volcán Misti se puede observar burbujas que

surgen hacia la superficie de manera continua, en la siguiente figura de la fuente

termal Umaluso al norte del volcán se observa la presencia de gases en la fuente

(Figura 9).

17

Figura 9. Burbujeo de gases volcánicos a través del agua de la fuente termal

Umaluso, (fuente propia).

1.10 Mecanismo de transporte del CO2

Los mecanismos de transporte responsables de estas emanaciones difusas,

dispersas y silenciosas de CO2 son fundamentalmente la difusión y la advección,

que a su vez obedecen a la existencia de gradientes de concentración y de

presión de CO2, respectivamente.

1.10.1 La difusión

Es el principal mecanismo de transporte responsable de los valores más

pequeños de flujo difuso de CO2, este tipo de emisiones difusas, dispersas y

silenciosas de CO2 en los sistemas volcánicos ha llamado la atención de la

comunidad científica que trabaja en gases volcánicos durante los últimos 20

años por su importancia para evaluar la dinámica de los procesos de

desgasificación en los sistemas volcánicos, así como por sus implicaciones en

el seguimiento y medida de este parámetro geoquímico con la finalidad de

mejorar y optimizar los programas de vigilancia volcánica (Baubron et al., 1990;

Allard et al., 1991; Barberi & Carapezza, 1994; Favara et al., 2001; Rogie et

al., 2001; Salazar et al., 2001, 2002, 2004; Hernández et al., 1998, 2001a,

2001b, 2001c, 2003, 2006; Shimoike et al., 2002; Granieri et al., 2003; Aiuppa

et al., 2004; Brusca et al., 2004; Carapezza et al., 2004; Frondini et al., 2004;

18

Fridriksson et al., 2006; Granieri et al., 2006; McGee et al., 2006; Notsu et al.,

2006; Lan et al., 2007; Pérez & Hernández, 2007; Padrón et al., 2008a, 2008b;

Evans et al., 2009; Frondini et al., 2009; Giammanco & Bonfanti, 2009; Gurrieri

et al., 2009; Rizzo et al., 2009).

1.10.2 La advección

Es el principal mecanismo de transporte responsable de los valores más altos

de flujo difuso de CO2 que se registran en los sistemas volcánicos mediante el

cual el movimiento de traslación es en dirección del flujo, facilitando la fuga de

gases hacia la superficie, donde el CO2 es arrastrado en grandes cantidades.

1.11 Ciclo del CO2

Es el proceso en el cual el CO2 circula en diferentes medios de manera cíclica, a

continuación se describe los mecanismos fundamentales que controlan los

intercambios de CO2 en el ciclo de largo plazo entre la litosfera y el “sistema

superficial” que engloba biosfera, rizosfera, océanos y atmósfera.

La fuente de CO2 mediante la desgasificación litosférica constituye la principal

transferencia de carbono desde el interior de la Tierra hacia el sistema superficial

(Figura 10). Los gases de origen volcánico están formados esencialmente por

H2O y CO2 (además de SO2, H2, CO, S2, O2, N2 y otros compuestos minoritarios),

y constituyen la principal fuente de CO2 atmosférico a escala de millones de años.

La actividad volcánica global, que se concentra en los límites de las placas, varía

en intensidad a lo largo del tiempo y, con ello, también el proceso de

desgasificación.

Así, las épocas geológicas y el vulcanismo global (y la inyección de carbono a la

atmósfera y los océanos) van a ser muy intensos; es el caso del inicio del

Paleozoico y también del inicio y de gran parte del Mesozoico, cuando las tasas

de acreción oceánica eran en promedio un 50% más rápidas que en el mundo

actual (Rudimann, 2001).

Además de la desgasificación asociada al vulcanismo, tenemos desgasificación

relacionada con metamorfismo y diagénesis profunda de rocas sedimentarias.

19

Así, los carbonatos sedimentarios pueden descomponerse térmicamente durante

su enterramiento, lo que redunda en la liberación de gases carbonosos.

Se trata de un proceso complejo por el cual se transfiere, de forma muy lenta pero

efectiva, CO2 desde la atmósfera que según la NASA mediante la NOAA (National

Oceanic Atmospheric Administration) establece un valor de 400 ppm como valor

promedio en el aire a nivel mundial este es transferido a los suelos hacia la

litosfera (Ruddiman y Kutzbach, 1991). Los silicatos no tienen carbono y no

forman parte de ningún reservorio dentro del ciclo, pero contienen calcio y otros

iones que si se liberan pueden combinarse con CO2 del almacén de superficie

para generar calizas u otros carbonatos de origen sedimentario.

Figura 10. Estimación de los aportes de CO2 hacia el sistema superficial

procedentes de la desgasificación magmática. (Berner, 1991).

20

En el proceso intervienen múltiples mecanismos (Figura 11):

A) El agua de lluvia disuelve CO2 atmosférico y edáfico (en forma de ácido

carbónico H2CO3).B) Esa agua meteórica rica en H2CO3 interacciona en superficie

con rocas ricas en silicatos (por ejemplo, una roca magmática con feldespatos

cálcicos), produciendo su alteración química (meteorización). C) Fruto de esa

alteración el mineral original es destruido y se genera otro mineral más estable en

las condiciones de superficie (minerales de la arcilla, sílice) y un agua residual con

iones bicarbonato HCO3-.D) El agua residual drena hacia el océano donde el

bicarbonato se combina con el calcio para dar lugar a carbonatos (este proceso

puede ser biológicamente inducido, como en las conchas de los moluscos) y

éstos a su vez a sedimentos carbonaticos. E) Con el enterramiento de esos

sedimentos, el carbono es finalmente retirado hacia la litosfera, que funciona

como sumidero.

Este complejo proceso, de vital importancia en el ciclo del carbono a escalas de

millones de años, funciona con diferente intensidad según la época geológica

considerada. Distintos factores favorecen una mayor meteorización (y retirada de

CO2 atmosférico) a escala global. Entre ellos: A) Mayor extensión de las áreas

emergidas, sobre todo en latitudes medias y bajas; B) Mayor afloramiento de

rocas silíceas (y sobre todo de origen volcánico, más ricas en feldespatos

cálcicos); C) Mayor relieve topográfico (cadenas orogénicas); D) Tipo y desarrollo

de la cobertera vegetal sobre los continentes (actividad radicular); E) Elevada

concentración de CO2 en la atmósfera, que favorece la meteorización al acidificar

las aguas meteóricas y contribuye al crecimiento vegetal; y F) Clima globalmente

cálido y húmedo (alta temperatura y precipitación aceleran la alteración mineral).

21

Figura 11. Estimación de la tasa de meteorización a lo largo del Fanerozoico

(Berner y Kothavala, 2001) y gráfico ilustrando el proceso por el cual, a través de

la meteorización de los silicatos, se retira a escala de millones de años de forma

muy efectiva el CO2 atmosférico.

Las emisiones difusas, dispersas y silenciosas de CO2 no sólo se pueden registrar

en la interface superficie-atmósfera de los sistemas volcánicos. Los acuíferos

volcánicos atrapan una importante cantidad del CO2 que emiten los sistemas

volcánico-hidrotermales en profundidad (Figura 12), proporcionando a las aguas

subterráneas una “agresividad” que a su vez favorece una mayor interacción

agua-roca así como una firma hidroquímica específica de las mismas.

22

Figura 12. Diagrama de flujos del dióxido de carbono entre los diferentes

reservorios existentes en sistemas volcánicos (Pérez, 2007).

El CO2 se desplaza en un ecosistema pasando de la atmósfera al suelo por

disolución en las lluvias hacia el horizonte edáfico en donde es asimilado por las

plantas y por la superficie del suelo, por otro lado el CO2 proveniente de un

sistema volcánico hidrotermal en donde el CO2 se encuentra como componente

gaseoso del magma asciende hacia una zona no saturada para luego observarse

el fenómeno de desgasificación a través del suelo. De esta manera el CO2 va

transformándose según la zona en donde se encuentre y según su interacción

con los componentes de cada una de estas zonas.

23

Por el mecanismo de difusión y al actuar la superficie del suelo como una

membrana permeable se permite el paso de los gases a través de ella. Dicho

intercambio es selectivo. Por ejemplo cuando el suelo aumenta la concentración

de CO2 en este caso debido a la desgasificación del magma, se produce una

difusión del CO2 a la atmosfera. La difusión depende de cada tipo de gas y de la

porosidad del suelo.

Se encuentran moléculas de CO2 que los seres vivos puedan asimilar, en la

atmósfera y la hidrosfera. Este gas está en la atmósfera en una concentración de

más del 0,03% y cada año aproximadamente un 5% de estas reservas de CO2 se

consumen en los procesos de fotosíntesis, es decir que todo el anhídrido

carbónico se renueva en la atmósfera cada 20 años.

La vuelta de CO2 a la atmósfera se hace cuando en la respiración, los seres

vivos oxidan los alimentos produciendo CO2. En el conjunto de la biosfera la

mayor parte de la respiración la hacen las raíces de las plantas y los organismos

del suelo y no, como podría parecer, los animales más visibles. Los productos

finales de la combustión son CO2 y vapor de agua. El equilibrio en la producción y

consumo de cada uno de ellos por medio de la fotosíntesis hace posible la vida.

Los vegetales verdes que contienen clorofila toman el CO2 del aire y durante la

fotosíntesis liberan oxígeno, además producen el material nutritivo indispensable

para los seres vivos.

Como todas las plantas verdes de la tierra ejecutan ese mismo proceso

diariamente, no es posible siquiera imaginar la cantidad de CO2 empleada en la

fotosíntesis. En la medida de que el CO2 es consumido por las plantas, también

es remplazado por medio de la respiración de los seres vivos, por la

descomposición de la materia orgánica y como producto final de combustión

del petróleo, hulla, gasolina, etc. En el ciclo del carbono participan los seres vivos

y muchos fenómenos naturales como los incendios. Los seres vivos acuáticos

toman el CO2 del agua. La solubilidad de este gas en el agua es muy superior a la

que tiene en el aire (Pérez, 2008).

24

Como consecuencia de un proceso de desgasificación de dióxido de carbono

(CO2) procedentes de aguas subterráneas con altos contenidos en carbonatos

ácidos (HCO3-). La acción del ser humano, como por ejemplo los alumbramientos

de aguas subterráneas en el interior de galerías, constituye igualmente una forma

de emisión difusa y dispersa de CO2 asociada a la actividad volcánica sub-aérea.

Evidencias indirectas y claras de este proceso de desgasificación en el subsuelo

procedente del alumbramiento de aguas subterráneas saturadas de CO2 lo

constituyen las precipitaciones de carbonatos, como consecuencia del escape del

CO2 disuelto en las aguas subterráneas al “alumbrar” las mismas y entrar en

contacto con el aire del interior de la galería según se describe (Pérez, 2008).

Para analizar el CO2 suelen emplearse dos técnicas fundamentales: espectroscopia

(detectan la interacción de la luz con las moléculas) y cromatografía (detectan la

interacción de las moléculas que contiene el gas con otras moléculas).El analizador de

CO2 se usa para medir la concentración de dióxido de carbono en el suelo del edificio

volcánico de Misti, basado en una celda de infrarrojos (ESPECTROSCOPIA), que mide la

concentración de manera continua y lineal en un rango de 0-3000 ppm de CO2, el

analizador usa técnicas espectroscópicas no dispersivas de absorción de infrarrojos. El

resto de los gases presentes no deben absorber radiación infrarroja con longitud de onda

de 4.21 micrómetros, que es la usada para determinar el CO2. La longitud de onda de la

luz infrarroja (IR) es mayor que la longitud de onda de la luz visible.

Existen dispositivos que pueden detectar la longitud de onda del espectro IR. Cuando

una onda IR se encuentra con una molécula que está en el gas, puede transferir su

energía a la molécula, la cual cambiara de estado. Para cambiar el estado rotacional de

una molécula hace falta menos energía que para hacer girar sus enlaces, y todavía más

energía se necesita para transferir electrones de un orbital a otro alrededor de un orbital a

otro.

1.12 El espectro Infrarrojo IR

La radiación infrarroja, radiación térmica o radiación IR es un tipo de radiación

electromagnética de mayor longitud de onda que la luz visible, pero menor que la

de las microondas. Consecuentemente, tiene menor frecuencia que la luz visible y

mayor que las microondas. Su rango de longitudes de onda va desde unos 0,7

hasta los 300 micrómetros. La radiación infrarroja es emitida por cualquier cuerpo

25

cuya temperatura sea mayor que 0 Kelvin, es decir, −273,15 grados Celsius (cero

absoluto).La palabra infrarrojo significa por debajo del rojo pues su comienzo se

encuentra adyacente al color rojo del espectro visible. Los espectros infrarrojos se

pueden categorizar en: Infrarrojo cercano (0,78-1,1 µm), infrarrojo medio (1,1-15

µm), infrarrojo lejano (15-100 µm)

La materia, por su caracterización energética emite radiación. En general, la

longitud de onda donde un cuerpo emite el máximo de radiación es inversamente

proporcional a la temperatura de éste (Ley de Wien). De esta forma la mayoría de

los objetos a temperaturas cotidianas tienen su máximo de emisión en el

infrarrojo. Los seres vivos, en especial los mamíferos, emiten una gran proporción

de radiación en la parte del espectro infrarrojo, debido a su calor corporal.

1.13 Los espectros infrarrojos de los gases

La mayoría de los gases tienen su espectro característico en el infrarrojo. Los

espectros se derivan de la composición de la molécula de tal manera que no hay

dos gases moleculares tienen el mismo espectro de IR. Espectros IR son las

huellas dactilares de los gases, y por lo tanto permiten que los gases que se

identifican de forma única. De hecho, fueron los ojos atentos a la IR, el cielo sería

maravilloso color durante todo el día, no sólo al atardecer. Algunos colores,

incluso podría ser tan fuerte como para hacer opaco el aire en ese rango

espectral.

Al transmitir un haz de radiación de infrarrojos a través del aire, o por cualquier

volumen de gas en particular, y el registro de cuánto se transmite en una

selección de las líneas espectrales, uno puede decidir que los gases están

presentes y la cantidad de cada uno. Este es un principio estándar y probado

habitualmente utilizado en los análisis de laboratorio de especies químicas, y es

también la base sobre la que los sensores están hechos.

1.14 El CO2 en el infrarrojo

Una propiedad que presentan las moléculas gaseosas como H2O y CO2, es la de

absorber radiación infrarroja, debido a que las frecuencias de vibración de sus

enlaces son del orden de las longitudes de onda del espectro infrarrojo, por lo

26

tanto absorben y reemiten radiación en todas las direcciones (Doménech, 1995).

En el caso específico de la molécula de CO2, presenta tres modos de vibración

(ver figura 13), la tensión simétrica de los dos átomos de oxígeno no modifican el

momento dipolar de la molécula, sin embargo, el valor dipolar se altera, debido a

las vibraciones por tensión asimétrica y flexión (Spiro y Stigliani, 2004), Figura 13.

.

Figura 13. Representación esquemática de las vibraciones de la molécula de

CO2, (Spiro y Stigliani, 2004).

El CO2 tiene cuatro modos de vibración y uno de ellos se encuentra en la longitud

de onda centrada alrededor de 15μm, que pertenece a la zona (banda) del

infrarrojo. El espectro de absorción del CO2 en una porción del rango del infrarrojo

se muestra en la figura 14, donde la absorción máxima de luz ocurre a una

longitud de onda de 15000 nm y coincide con una de las vibraciones de la

molécula debido a la flexión. Por otro lado la molécula absorbe fuertemente

radiación IR a la longitud de onda de 4260 nm que corresponde a un frecuencia

de vibración debido a la tensión asimétrica, cuando esto sucede la molécula

resuena quiere decir que vibran y que, por tanto, re-emiten la energía que les ha

llegado en forma de radiación en todas direcciones.

27

Figura 14. Espectro de absorción del CO2 en el infrarrojo (Spiro y Stigliani, 2004).

1.15 Fundamento de la técnica de espectroscopia de medición Infrarroja

GasCheck

La técnica de medición de Dióxido de Carbono con sensor infrarroja, se basa en

la medición de la absorción provocada por la resonancia presente en el doble

enlace, cuando el aire muestreado pasa a través de una columna donde las

moléculas de CO2 consumen fracciones específicas del espectro

electromagnético para producir cambios discretos en sus estados, Figura 15.

Al comparar la radiación incidente que atraviesa el gas con la radiación

transmitida después de atravesar la muestra de aire, ciertas fracciones de la

radiación son absorbidas (consumidas) por la molécula de CO2 y según como

haya sido la absorción puede calcularse su concentración.

Figura 15. Diagrama de flujo del método de muestreo, (fuente propia).

La radiación concreta para detectar la composición de un compuesto en el gas se

consigue con un lente que solo permite el paso de las longitudes de onda con la

que interacciona el compuesto, en este caso CO2. Entre la celda que contiene el

gas y el emisor de radiación infrarroja hay un disco ranurado que deja pasar la luz

28

infrarroja en intervalos irregulares, Figura 16. La luz que pasa a través del gas es

medida por un sensor óptico (fotodiodo o fototransistor).

Figura 16. Esquema celda de analizador de CO2 por infrarrojos, (Doménech,

1995)

1.16 Equipo de Medición de Dióxido de Carbono

El equipo de medición es capaz de detectar la cantidad de dióxido de carbono

mediante el método infrarrojo, diseñado para realizar estudios de desgasificación

en estructuras volcánicas y fallas, mediante esta técnica se puede identificar

zonas de mayor emisión de dióxido de carbono.

1.17 Descripción del Equipo

El equipo tiene las siguientes partes; una celda infrarrojo con sensores Gas Check

para gases (CO2), una fuente de alimentación, una manguera para la entrada del

gas, una manguera para la salida del gas, un registrador, una sonda y una estaca,

adicionalmente se emplea una jeringa. A continuación se muestra una fotografía y

las partes del equipo, (figura 17).

29

Figura 17.- Descripción del equipo de Infrarrojo para la medición de

CO2, (fuente propia).

1.18 Sensores de Infrarrojo GasCheck

El sensor de infrarrojos Gas Check para gases (CO2) cuenta con una serie de

sensores de bajo costo, que ofrece alta exactitud y buena estabilidad a largo

plazo, sensibilidad cruzada insignificante, pequeño tamaño y baja demanda de

potencia. Los sensores están disponibles en tres gamas de 3.000 ppm, 3% y 10%

con una salida de 0-1 V no lineal. Un tablero de linealización se puede añadir

como opción para dar la linealidad de 4 a 20 mA. (Anexo 5).

1.19 Fuente de alimentación

Este equipo requiere de una fuente de energía de 24 voltios que es proporcionada

por 16 pilas alcalinas de 1.5 V la cual está conectada al sensor de infrarrojo, el

equipo tiene un consumo de 0.9 W lo que hace que el equipo realice trabajos

prolongados a una alta precisión.

30

CAPÍTULO II

PARTE EXPERIMENTAL

2.1 Lugar donde se realizó la investigación

El presente trabajo de investigación, fue realizado entre los años 2010, 2011 y

2012, en el marco de la cooperación entre el Instituto Geológico Minero y

Metalúrgico (INGEMMET), Proyecto Volcán – Explor – Action (VEA) de la

Asociación Civil Científica y Humanitaria, con sede en Clermont-Ferrand, Francia,

representado por el Dr. Anthony Finizola, y la Universidad Nacional de San

Agustín.

Para este estudio se realizaron trabajos de campo para la adquisición de datos

así como de gabinete, también en laboratorio para el procesamiento, análisis de

datos y resultados. Los trabajos de campo fueron ejecutados en el volcán Misti, la

calibración se desarrolló en los laboratorios del área de Química Analítica de la

Universidad Nacional de San Agustín, la preparación de los equipos y otros

materiales así como procesamiento de datos se ejecutaron en los gabinetes del

INGEMMET Órgano desconcentrado de Arequipa.

Se verificó la calibración con los estándares proporcionados por el Dr. Anthony

Finizola, quién también gestionó la donación del equipo de medición de dióxido de

Carbono, diseñado durante el proyecto de investigación por el ingeniero Fabio Di

Gangi, del Instituto Nacional de Geofísica y Vulcanología (INGV) de Palermo

(Italia) donador de dicho instrumento al Instituto Geológico Minero y Metalúrgico

(INGEMMET) institución que financio el presente estudio.

2.2 Tipo de investigación

Analítica correlacional, aplicada.

2.3 Ámbito de estudio

El estudio se realizó en la superficie del volcán Misti, realizando mediciones en el

edificio volcánico, en los diferentes flancos, así como en las cercanías al cráter

activo.

31

2.4 Materiales y Equipos

Para el presente estudio se emplearon diferentes materiales y equipos los cuales

se describen a continuación:

2.4.1 Materiales

18 Jeringas de 100mL de plástico

Marca: PIC indolor látex free.

100 Filtros Hydrophilic PVDF de 0.45um

Marca: millipore Millex-HV.

6 Estaca de hierro de 30 cm (artesanales).

3 Combos de 3 kg.

3m de manguera de silicona de 0.5 cm de diámetro.

3m de manguera de silicona de 0.3 cm de diámetro.

Cuerdas para escalar de 25 y 50 metros de 2 cm de diámetro.

4 Baterías recargables de 12 Voltios.

Cuchillos y marcadores.

Cinta 3M

Libreta de apuntes.

EPP (Equipo de protección personal); guantes, mascara, lentes, etc.

2.4.2 Equipos

Equipo Infrarrojo de medición de CO2 (IR) con sensores Gas Check

Rango de medición (0-3000 ppm).

Precisión 0.5% (±15 ppm);

32

GPS Navegador

Marca: Garmin

Modelo: GPSmap 62sc

Termómetro de máxima y mínima (-20°C a 200 °C)

Marca: TECPEL

Precisión: 0.01°C

Voltímetro Digital

Marca: Multi Tester

Modelo: DT830D

2.5 Muestreo

El tipo de muestreo es selectivo y aleatorio procediendo de la siguiente manera:

2.5.1 Estratificación de la zona de muestreo

Se realizó mediciones en 795 puntos de muestreo sobre el volcán con un paso

de muestreo cada 20 metros de distancia, el cual establece un recorrido total

de cerca de 15 km de distancia como se muestra en el mapa de la figura 18.

33

Figura 18. Mapa de muestreo indicando los 795 puntos de muestreo en los

12 perfiles sobre el volcán Misti, (fuente propia).

34

2.5.2 Preparación del equipo de medición

Se llegó a los puntos de muestreo con ayuda de un GPS, luego de ubicar

la zona de muestreo, la cual generalmente se encontraba en la parte más

alta del volcán, este lugar se encontraban señalados por estacas y/o

marcas.

Figura 19. Ubicación del lugar de muestreo en el punto más alto del volcán

Misti, (fuente propia).

Se realizó el mantenimiento y verificación del equipo infrarrojo de medición

de CO2 (IR) con sensores Gas Check, limpiando el sensor de

espectroscopia infrarrojo (IR), registrador, caja de seguridad, sondas,

fuente de poder y el sistema de inyección del gas, también se verificó el

estado de las mangueras, filtros y baterías.

35

Figura 20. Mantenimiento y verificación del funcionamiento del equipo en el

lugar de muestreo, (fuente propia).

Se verificó del buen funcionamiento del equipo infrarrojo de medición de

CO2 (IR) con sensores Gas Check con CO2 del suelo, procediendo a

seleccionar un punto de medición en el suelo y midiendo el CO2 hasta

conseguir una concentración constante (mínimo 10 datos), a continuación

se registra los datos de mantenimiento y verificación en el formato

correspondiente.

2.5.3 Procedimiento de muestreo en el suelo

Se ubicó los puntos de muestreo en los perfiles establecidos,

seguidamente según las condiciones del suelo en el lugar de muestreo y

para evitar variaciones en los resultados, se buscó zonas donde exista

tierra suelta para poder clavar la sonda evitándose tomar muestras en

terrenos muy rocosos y húmedos.

36

Figura 21. Ubicación de los puntos de muestreo, (fuente propia).

Se introdujo una estaca de metal en la superficie del volcán (punto de

muestreo) no alterado o húmedo, hasta una profundidad de 30 cm.

Figura 22. Introducción de la estaca en la superficie del volcán a 30 cm de

profundidad, (fuente propia).

37

Se retiró la estaca, a la vez que se introdujo la sonda (tubo de cobre de 0,2-

0.3 cm de diámetro interno recubierto de madera y silicona), y se cubrió

con el material del suelo alrededor de la sonda, para evitar contaminación.

Figura 23. Introducción de la sonda de muestreo en la superficie del volcán

a 30 cm de profundidad, (fuente propia).

Se limpió la sonda con ayuda de una jeringa (100 mL), para extraer el

contenido de gas presente en la sonda, posteriormente se realizó el

muestreó del gas CO2 con la jeringa desde la sonda.

38

Figura 24. Muestreo del gas CO2 con ayuda de la jeringa desde la sonda

introducida en la superficie del volcán, (fuente propia).

Se inyectó la muestra de gas CO2 al equipo infrarrojo de medición de CO2

con sensores Gas Check y se procedió a obtener lecturas de la

concentración (ppm) en un tiempo de 30 segundos.

Figura 25. Inyección del gas muestreado al equipo para su cuantificación,

(fuente propia).

39

Cuando la concentración de CO2 superaba los 3000 ppm, se procedió a

realizar la dilución con el CO2 del ambiente en una proporción de 20:80

Se calculó la concentración real utilizando la ecuación 1:

Cf *Vf = C1*V1 + C2*V2 Ecuación 1

Dónde:

C1: Concentración 1 C2: Concentración 2 Cf: Concentración final

V1: Volumen 1 V2: Volumen 2 Vf: Volumen final

Se procedió a registrar en el formato respectivo y/o libreta de campo los

siguientes datos: distancia de medición desde el punto inicial, coordenadas

GPS (latitud, longitud y altitud) con datum WGS-84.

Figura 26. Registro de datos de muestreo en la libreta de campo, (fuente

propia).

40

Una vez terminada la lectura en el punto inicial, procedimos a trasladarnos

hacia el próximo punto de medición. Este procedimiento se repitió hasta

terminar la labor del día.

Figura 27. Vista de los puntos de muestreo a lo largo de un perfil, (fuente

propia).

2.5.4 Procedimiento de muestreo en el aire

Se procede a tomar muestras de aire con la jeringa.

Se absorbió 3 veces con la jeringa para retirar el aire del sistema y se

desechó para limpiar.

41

Se absorbió una vez con la jeringa para inyectar el gas presente en el aire

al equipo de medición

Se absorbió nuevamente y la muestra es inyectó en el equipo, repitiendo el

procedimiento dos o tres veces hasta que las lecturas sean constantes.

Se procede a registrar el dato que indica mayor estabilidad de la cantidad

del gas CO2 presente.

Una vez terminada la medición del gas CO2 se procede a trasladarse hacia

el próximo punto de medición. Este procedimiento se repitió hasta terminar

la labor del día.

En el Anexo Nº 1, 2 y 3 se muestran fotografías de las mediciones realizadas

en los puntos de muestreos, en los diferentes flancos del volcán Misti. En el

anexo 1 se muestra las mediciones del borde del cráter activo. En los anexos

2 y 3 se observan fotografías de los trabajos realizados en los diferentes

perfiles muestreados y las dificultades presentes en las zonas de muestreo.

2.6 Definición de Perfil

Un perfil está definido como la agrupación de los puntos de muestreo desde un

punto inicial (punto más alto) donde se inician las mediciones hasta el punto final

en el cual terminan las mediciones (punto más bajo) estos perfiles fueron tomados

desde la cumbre del volcán hacia la parte baja del volcán siendo nombrados con

la letra “L” seguida de la numeración respectiva llegando a un total de 12 perfiles.

Como se detalla a continuación.

Para el presente estudio se consideraron en total 12 perfiles, 10 perfiles (L1, L2,

L3, L4, L5, L6, L7, L8, L9 y L10) que van desde el borde del cráter hacia la base

del volcán, un perfil (L11) alrededor del borde del cráter activo y el perfil (L12) en

la parte baja del flanco sureste del volcán, como se muestra en la siguiente Figura

28.

42

Figura 28. Perfiles de muestreo en el volcán Misti, (fuente propia).

2.7 Descripción de los perfiles de Medición.

A continuación se describe los perfiles de medición en los diferentes flancos del

volcán Misti en los cuales se realizaron las mediciones de la concentración de

dióxido de carbono

43

2.7.1 Perfil de medición de CO2 L1 en el flanco Norte del volcán

Este perfil está situado sobre el flanco NNE (nornoroeste) del volcán está

conformado por un total de 91 mediciones con un paso de muestreo de 20

metros de distancia, cuyo punto de inicio está sobre los 5600 msnm, en este

perfil se encontró un terreno óptimo para las mediciones facilitando el trabajo.

2.7.2 Perfil de medición de CO2 L2 en el flanco Noreste del volcán

Este perfil está situado sobre el flanco NE (noreste) del volcán que tiene un

total de 15 mediciones con un paso de muestreo de 50 metros de distancia,

cuyo punto de inicio esta sobre los 5700 msnm, se encontró un terreno cubierto

por ceniza volcánica óptimo para las mediciones.

2.7.3 Perfil de medición de CO2 L3 en el flanco Este del volcán

Este perfil está situado sobre el flanco E (este) del volcán que tiene un total de

16 mediciones con un paso de muestreo de 50 metros de distancia, cuyo punto

de inicio está sobre los 5700 msnm, se encontró un terreno cubierto por ceniza

volcánica óptimo para las mediciones

2.7.4 Perfil de medición de CO2 L4 en el flanco Sureste del volcán

Este perfil está situado sobre el flanco SE (sureste) del volcán que tiene un

total de 109 mediciones con un paso de muestreo de 20 metros de distancia,

cuyo punto de inicio está sobre los 5730 msnm, se encontró un terreno cubierto

por rocas, sin embargo en la parte baja del perfil se encontró un terreno con

ceniza volcánica que dificultó el trabajo.

2.7.5 Perfil de medición de CO2 L5 en el flanco Sur del volcán

Este perfil está situado sobre el flanco S (sur) del volcán que tiene un total de

80 mediciones con un paso de muestreo de 20 metros de distancia, cuyo punto

de inicio esta sobre los 5250 msnm, se encontró un terreno accidentado

cubierto por rocas y ceniza volcánica.

44

2.7.6 Perfil de medición de CO2 L6 en el flanco Sureste del volcán

Este perfil está situado sobre el flanco SSO (sur suroeste) del volcán que tiene

un total de 40 mediciones con un paso de muestreo de 50 metros de distancia,

cuyo punto de inicio esta sobre los 5700 msnm y pasa por el campamento

pirámides a 4600 msnm., se encuentra sobre la ruta turística, siendo un terreno

cubierto por rocas en su primera parte para luego ser un terreno solido

dificultando el trabajo.

2.7.7 Perfil de medición de CO2 L7 en el flanco Suroeste del volcán

Este perfil está situado sobre el flanco SO (suroeste) del volcán que tiene un

total de 35 mediciones con un paso de muestreo de 20 metros de distancia,

cuyo punto de inicio esta sobre los 5000 msnm, se encontró un terreno cubierto

de ceniza volcánica.

2.7.8 Perfil de medición de CO2 L8 en el flanco Oeste del volcán

Este perfil está situado sobre el flanco O (oeste) del volcán que tiene un total

de 133 mediciones con un paso de muestreo de 20 metros de distancia, cuyo

punto de inicio esta sobre los 5820 msnm, siguiendo la ruta se encuentra el

campamento Nido de águilas, es un terreno cubierto por rocas y altamente

accidentado dificultando al máximo el trabajo.

2.7.9 Perfil de medición de CO2 L9 en el flanco Noroeste del volcán

Este perfil está situado sobre el flanco NO (noroeste) del volcán que tiene un

total de 31 mediciones con un paso de muestreo de 50 metros de distancia,

cuyo punto de inicio esta sobre los 5700 msnm, se encuentra sobre un terreno

accidentado cubierto por rocas.

2.7.10 Perfil de medición de CO2 L10 en el flanco Noroeste del volcán

Este perfil está situado sobre el flanco NNO (nornoroeste) del volcán que tiene

un total de 101 mediciones con un paso de muestreo de 20 metros de

distancia, cuyo punto de inicio esta sobre los 5820 msnm, siguiendo la ruta se

45

encuentra la quebrada de Charcani un terreno totalmente accidentado cubierto

por bloques de rocas y dificultando al máximo el trabajo.

2.7.11 Perfil de medición de CO2 L11 en el borde del cráter del volcán

Este perfil está situado sobre el borde del cráter del volcán cubriendo la

circunferencia alrededor del mismo, tiene un total de 67 mediciones con un

paso de muestreo de 20 metros de distancia, cuyo punto de inicio esta sobre

los 5650 msnm, se encuentra un terreno cubierto por ceniza y con algunas

zonas rocosas.

2.7.12 Perfil de medición de CO2 L12 en el flanco Sur del volcán

Este perfil está situado sobre el flanco SE (sureste) del volcán que tiene un

total de 76 mediciones con un paso de muestreo de 20 metros de distancia,

cuyo punto de inicio esta sobre los 4100 msnm, este perfil se realizó para la

ubicación de estructuras que atraviesen el volcán encontrándose un terreno

cubierto por ceniza.

2.8 Procesamiento y análisis de Datos

El siguiente paso se dio con el almacenamiento de los datos en una base de

datos en Microsoft Excel 2010. Luego se realizó el análisis mediante el programa

Golden Software Surfer V.8 que nos permitió relacionar los datos de

concentración de CO2 expresado en ppm con sus respectivas referencia

geográfica (coordenadas UTM) y poder graficas curvas de nivel, donde se

pudieron identificar la cantidad de dióxido de carbono según la intensidad de un

color o la diferencia de colores que nos permitió observar zonas de mayor

concentración y puntos en los que la concentración de CO2 es elevada, el

procedimiento seguido se detalla a continuación:

Se importó la base de datos desde Microsoft Excel mediante la pestaña

Grid – Data.

Con la base de datos importada se procedió a graficar los mapas desde

la pestaña Map – Countour Map - New Countour Map, esta

herramienta nos permitió graficar las curvas de nivel correspondiente a

46

valores seleccionados en la grid creada, al hacer doble click en el

botón classed Post se seleccionó las coordenadas de los puntos de

muestreo x,y,z, para este caso se estableció coordenadas Este- Oeste

“x”, coordenadas Norte- Sur “y”, z=concentración de CO2 en el suelo

“ppm”, como resultado se obtuvo la ubicación de los puntos de

muestreo y la concentración correspondiente a cada punto expresado

en intensidad de colores.

Seguidamente se volvió a la opción map - post map- new classed post

map, aquí se seleccionó la base de datos en Microsoft Excel, al hacer

doble click en la opción countour a lado izquierdo se selecciona fill

countour, smooth countour y color scale para determinar las curvas de

nivel establecidas según la cantidad de dióxido de carbono en cada

punto de muestreo. Luego se fue a la pestaña level donde se

seleccionó el matiz de color que requerimos, como resultado se obtuvo

curvas de nivel clasificados en colores que corresponden a una

concentración de dióxido de carbono.

Luego de obtener los dos mapas se seleccionó ambos y se escogió la

opción Map-Overlay Map. Para combinar los 2 mapas como se observa

a continuación en la ventana del software, figura 29.

Figura 29. Ventana del programa Golden Software Surfer v.8, (fuente propia).

47

El paso siguiente es realizar un mapa en el programa ArGIS versión 9.2 en el

cual se importa los mapas anteriormente elaborados en el software Golden

Software y se trabaja con imágenes ASTER del volcán Misti para crear un

mapa base en el cual se superponen geográficamente los mapas antes

realizados.

En la siguiente figura se muestra la ventana del programa ArGIS versión 9.2.

en el cual se elaboró el mapa de distribución de la concentración de dióxido de

carbono con los datos obtenidos.

Figura 30. Ventana del programa ArGIS 9.2, (fuente propia).

Se trabajó con una imagen satelital LANSAT de los volcanes Misti, Chachani,

Pichu Pichu con una resolución de 30 metros del volcán Misti sobre la cual se

georreferencio el mapa elaborado anteriormente, ubicándose los puntos de

muestreo, perfiles y concentración de dióxido de carbono.

48

CAPITULO III

RESULTADOS EXPERIMENTALES

3.1. Resultados de la concentración de CO2 en el suelo

Los resultados de las mediciones de dióxido de carbono en cada uno de los

perfiles de medición y sus respectivos puntos de muestreo están expresados en

partes por millón (ppm), Los 795 puntos de muestreo establecidos en 12 perfiles

se muestran en tablas en el Anexo 4, indicando su ubicación (longitud, latitud y

altura), el valor de la concentración de dióxido de carbono en el punto de

muestreo (suelo), la concentración de dióxido de carbono en el aire y en algunos

perfiles la medición de la temperatura a 40 cm de profundidad en la superficie del

volcán.

En base a estos resultados se elaboraron graficas en las que se relacionan la

altura (msnm) del punto de muestreo respecto a la concentración de dióxido de

carbono encontrado en cada uno de los puntos de muestreo ubicados en los

perfiles, en estas graficas se pretende encontrar anomalías en las cuales se

observa un incremento repentino de la cantidad de CO2 que indican una zona de

alta concentración.

Por otro lado se busca encontrar puntos de muestreo que podrían estar

relacionados a posibles estructuras volcánicas presentes en la superficie del

volcán identificado en estudios anteriores. A continuación se describe las

características de los 12 perfiles estudiados.

3.1.1 Resultados de medición de CO2 en el perfil L1 en el flanco Norte del

volcán

Los resultados de las mediciones de dióxido de carbono en el perfil L1,

expresadas en partes por millón (ppm), se muestran en tablas en el Anexo 4.

En este perfil se encontró valores de dióxido de carbono entre 800 y 1800 ppm,

destacando los puntos de muestreo ubicados sobre los 5500 msnm, dentro de

49

los cuales resaltó el cuarto punto de muestreo (UTM. 242703E, 8197205S),

donde se registró valores de concentración de CO2 de 1817 ppm, el valor más

alto registrado en este perfil como se muestra en la figura 31.

Figura 31. Relación entre la concentración de dióxido de carbono (ppm) y la

altura en el perfil L1, (fuente propia).

En la figura anterior se observa la posible anomalía encontrada cerca al borde

del cráter por el sector norte del volcán donde la concentración de CO2

aumenta repentinamente indicando un punto de alta concentración en esta

zona que podría estar relacionada a un punto de desgasificación.

50

3.1.2 Resultados de medición de CO2 en el perfil L2 en el flanco Noreste

del volcán

Los resultados de las mediciones de dióxido de carbono en el perfil L2,

expresadas en partes por millón (ppm), se muestran en tablas en el Anexo 4.

En este perfil se encontró valores de dióxido de carbono entre 900 y 1300 ppm,

en la siguiente grafica se relaciona la concentración de dióxido de carbono

(ppm) con la altura de los puntos de muestreo. Figura 32.

Figura 32. Relación entre la concentración de dióxido de carbono (ppm) y la

altura en el perfil L2, (fuente propia).

51

3.1.3 Resultados de medición de CO2 en el perfil L3 en el flanco Este del

volcán

Los resultados de las mediciones de dióxido de carbono en el perfil L3,

expresadas en partes por millón (ppm), se muestran en tablas en el Anexo 4.

En este perfil se encontró valores de dióxido de carbono entre 800 y 2400

ppm, destacando las zonas ubicadas sobre los 5500 msnm, dentro de los

cuales resaltó el primer punto de muestreo (UTM. 243323E, 8196626S), donde

se registró valores de concentración de CO2 de 2335 ppm como se muestra en

la figura 33.

Figura 33. Relación entre la concentración de dióxido de carbono (ppm) y la

altura en el perfil L3, (fuente propia).

52

3.1.4 Resultados de medición de CO2 en el perfil L4 en el flanco Sureste

del volcán

Los resultados de las mediciones de dióxido de carbono en el perfil L4,

expresadas en partes por millón (ppm), se muestran en tablas en el Anexo 4.

En este perfil se encontró valores de dióxido de carbono entre 400 y 6900 ppm,

destacando las zonas ubicadas sobre los 5500 msnm, dentro de los cuales

resaltó los siguientes puntos: Punto 5 (UTM. 243239E, 8196368S) con 6930

ppm de CO2; Punto 6 (UTM. 243252E, 8196359S) con 6153 ppm de CO2;

Punto 7 (UTM. 243270E, 8196346S) con 2694 ppm de CO2; Punto 8 (UTM.

243285E, 8196343S) con 4327 ppm de CO2; Punto 9 (UTM. 243301E,

8196336S) con 3215 ppm de CO2 y el Punto 10 (UTM. 243318E, 8196329S)

con 2600 ppm de CO2 Dichos puntos delimitan una zona de alta concentración

de dióxido de carbono, la cual se relaciona con la temperatura y la altura (m).

Figura 34.

Figura 34. Relación entre la concentración de dióxido de carbono (ppm) y la

altura en el perfil L4, (fuente propia).

53

3.1.5 Resultados de medición de CO2 en el perfil L5 en el flanco Sur del

volcán

Los resultados de las mediciones de dióxido de carbono en el perfil L5,

expresadas en partes por millón (ppm), se muestran en tablas en el Anexo 4.

En este perfil se encontró valores de concentración de dióxido de carbono entre

500 y 1200 ppm, los resultado se graficaron relacionando la concentración de

dióxido de carbono (ppm) y con la altura de los puntos de muestreo (m). Figura

35.

Figura 35. Relación entre la concentración de dióxido de carbono (ppm) y la

altura en el perfil L5, (fuente propia).

54

3.1.6 Resultados de medición de CO2 en el perfil L6 en el flanco Sureste

del volcán

Los resultados de las mediciones de dióxido de carbono en el perfil L6,

expresadas en partes por millón (ppm), se muestran en tablas en el Anexo 4.

En este perfil se encontró valores de concentración de dióxido de carbono entre

1000 y 7000 ppm, Sin embargo se destaca una zona sobre los 5500 msnm,

dentro de los cuales resaltó los siguientes puntos: Punto 1 (UTM. 242549E,

8196263S) con 1704 ppm de CO2; Punto 2 (UTM. 242559E, 8196160S) con

6931 ppm de CO2; Punto 3 (UTM. 242547E, 8196072S) con 3215 ppm de CO2;

Dichos puntos delimitan una zona de alta concentración de dióxido de carbono,

la cual se relaciona con la altura (m). Figura 36.

Figura 36. Relación entre la concentración de dióxido de carbono (ppm) y la

altura en el perfil L6, (fuente propia).

55

3.1.7 Resultados de medición de CO2 en el perfil L7 en el flanco Suroeste

del volcán

Los resultados de las mediciones de dióxido de carbono en el perfil L7,

expresadas en partes por millón (ppm), se muestran en tablas en el Anexo 4.

En este perfil se encontró valores de dióxido de carbono entre 1000 y 1300

ppm, en la siguiente grafica se relaciona la concentración de dióxido de

carbono (ppm) y la altura (m). Figura 37.

Figura 37. Relación entre la concentración de dióxido de carbono (ppm) y la

altura en el perfil L7, (fuente propia).

56

3.1.8 Resultados de medición de CO2 en el perfil L8 en el flanco Oeste del

volcán

Los resultados de las mediciones de dióxido de carbono en el perfil L8,

expresadas en partes por millón (ppm), se muestran en tablas en el Anexo 4.

En este perfil se encontró valores de dióxido de carbono entre 900 y 4100 ppm,

Sin embargo destaca una zona sobre los 5000 msnm, en las cuales se resaltó

los siguientes puntos: Punto 56 (UTM. 241412E, 8196629S) con 4145 ppm de

CO2; Punto 57 (UTM. 241380E, 8196640S) con 3613 ppm de CO2; Punto 58

(UTM. 241373E, 8196642S) con 2025 ppm de CO2; Punto 60 (UTM. 241355E,

8196610S) con 1638 ppm de CO2. Dichos puntos delimitan una zona de alta

concentración de dióxido de carbono, la cual se relaciona con la altura (m).

Figura 38.

Figura 38. Relación entre la concentración de dióxido de carbono (ppm) y la

altura en el perfil L8, (fuente propia).

57

3.1.9 Resultados de medición de CO2 en el perfil L9 en el flanco Noroeste

del volcán

Los resultados de las mediciones de dióxido de carbono en el perfil L9,

expresadas en partes por millón (ppm), se muestran en tablas en el Anexo 4.

En este perfil se encontró valores de dióxido de carbono entre 900 y 2100 ppm,

Sin embargo destaca una zona ubicada sobre los 5500 msnm, dentro de las

cuales resaltó los siguientes puntos: Punto 2 (UTM. 242643E, 8196523S) con

1614 ppm de CO2; Punto 3 (UTM. 242626E, 8196506S) con 2099 ppm de CO2;

Dichos puntos delimitan una zona de alta concentración de dióxido de carbono,

la cual se relaciona con la altura (m). Figura 39.

Figura 39. Relación entre la concentración de dióxido de carbono (ppm) y la

altura en el perfil L9, (fuente propia).

58

3.1.10 Resultados de medición de CO2 en el perfil L10 en el flanco

Noroeste del volcán

Los resultados de las mediciones de dióxido de carbono en el perfil L10,

expresadas en partes por millón (ppm), Anexo 4. En este perfil se encontró

valores de dióxido de carbono entre 690 y 4400 ppm, como se muestran en la

figura 40.

Figura 40. Relación entre la concentración de dióxido de carbono (ppm) y la

altura en el perfil L10, (fuente propia).

En el perfil L10 se identifican dos zonas: La primera zona ubicada sobre los

5500 msnm, en las cuales se resaltó los siguientes puntos: Punto 31 (UTM.

242334E, 8197278S) con 1627 ppm de CO2; Punto 32 (UTM. 242333E,

8197311S) con 2460 ppm de CO2; Punto 33 (UTM. 242341E, 8197318S) con

59

4410 ppm de CO2; Punto 34 (UTM. 242319E, 8197329S) con 2119 ppm de

CO2; Punto 35 (UTM. 242314E, 8197347S) con 2124 ppm de CO2; la segunda

zona se ubica sobre los 5200 msnm en los siguientes puntos: Punto 60 (UTM.

242068E, 8197721S) con 2351 ppm de CO2; Punto 61 (UTM. 242040E,

8197741S) con 1737 ppm de CO2; Dichos puntos delimitan dos zonas de alta

concentración de dióxido de carbono, la cual se relaciona con la altura (m).

Figura 40.

3.1.11 Resultados de medición de CO2 en el perfil L11 en el borde del

cráter del volcán

Los resultados de las mediciones de dióxido de carbono en el perfil L11,

expresadas en partes por millón (ppm), se muestran en tablas en el Anexo 4.

En este perfil se encontró valores de dióxido de carbono entre 750 y 3900 ppm,

Sin embargo en la zona del flanco sur donde se encontraron las más altas

concentraciones de dióxido de carbono de las cuales se resaltó los siguientes

puntos: Punto 11 (UTM. 242625E, 8196314S) con 1604 ppm de CO2; Punto 12

(UTM. 242638E, 8196296S) con 1942 ppm de CO2; Punto 13 (UTM. 242637E,

8196298S) con 1844 ppm de CO2; Punto 17 (UTM. 242661E, 8196264S) con

1790 ppm de CO2; Punto 18 (UTM. 242683E, 8196252S) con 2061 ppm de

CO2; Punto 19 (UTM. 242696E, 8196253S) con 2849 ppm de CO2; Punto 20

(UTM. 242707E, 8196251S) con 2708 ppm de CO2; Punto 21 (UTM. 242716E,

8196257S) con 2877 ppm de CO2; Punto 22 (UTM. 242733E, 8196258S) con

2308 ppm de CO2; Punto 23 (UTM. 242747E, 8196260S) con 1604 ppm de

CO2; Punto 24 (UTM. 242757E, 8196260S) con 1827 ppm de CO2; Punto 26

(UTM. 242794E, 8196251S) con 1654 ppm de CO2; Punto 29 (UTM. 242873E,

8196222S) con 2052 ppm de CO2; Punto 30 (UTM. 242905E, 8196225S) con

1828 ppm de CO2; Punto 31 (UTM. 242934E, 8196235S) con 3721 ppm de

CO2; Punto 33 (UTM. 242986E, 8196224S) con 1783 ppm de CO2; Punto 34

(UTM. 243030E, 8196234S) con 1662 ppm de CO2; Punto 37 (UTM. 243081E,

8196235S) con 1895 ppm de CO2; Punto 40 (UTM. 243123E, 8196329S) con

2434 ppm de CO2; Todos estos puntos están distribuidos al borde del cráter y

sobre una zona de fumarolas; Dichos puntos delimitan dos zonas de alta

60

concentración de dióxido de carbono, la cual podría ser una zona de debilidad

del cráter ante un proceso eruptivo también se relaciona estos resultados con

la altura (m) y la temperatura. Figura 41.

Este perfil está situado sobre el borde del cráter del volcán cubriendo la

circunferencia alrededor del mismo, tiene un total de 67 mediciones con un

paso de muestreo de 20 metros de distancia, cuyo punto de inicio esta sobre

los 5650 msnm, se encuentra un terreno cubierto por ceniza y con algunas

zonas rocosas.

Figura 41. Relación entre la concentración de dióxido de carbono (ppm) y la

altura en el perfil L11, (fuente propia).

61

3.1.12 Resultados de medición de CO2 en el perfil L12 en el flanco sur del

volcán

Los resultados de las mediciones de dióxido de carbono en el perfil L10,

expresadas en partes por millón (ppm), se muestran en tablas en el Anexo 4.

En este perfil se encontró valores de dióxido de carbono entre 900 y 1300 ppm,

Dichos puntos delimitan dos zonas de concentración de dióxido de carbono, la

cual se relaciona con la altura (m) y la temperatura. Figura 42.

Figura 42. Relación entre la concentración de dióxido de carbono (ppm) y la

altura en el perfil L12, (fuente propia).

62

CAPÍTULO IV

DISCUSIÓN DE RESULTADOS

4.1. Discusión de resultados en los perfiles de medición

Se realizó el análisis de los resultados de medición de la concentración de CO2 en

los diferentes puntos de muestreo de cada uno de los perfiles, mediante graficas

que relacionan la distancia recorrida, la altura y en algunos casos la temperatura.

En el presente estudio se encontraron anomalías en las cuales la concentración

de dióxido de carbono es elevada, las cuales se describen más adelante y se

intenta dar una explicación acerca de las posibles fuentes de las anomalías,

relacionando los resultados obtenidos con estudios anteriores del volcán Misti,

como el estudio que aplicó mediciones de potencial espontaneo para identificar la

zonas por la cual los fluidos se desplazan denominada zona Hidrotermal (Ramos,

2000; Finizola, 2004).

Por otro lado estudios realizados por (Thouret, 2001) acerca de las estructuras

geológicas presentes en el edificio volcánico del Misti, indican una relación de la

desgasificación encontrada en este estudio con fallas, fracturas y secuelas de

antiguas estructuras ubicadas por Thouret, por las cuales el gas difuso CO2 fluye

en mayor cantidad y facilidad.

También se elaboró un mapa de concentración de dióxido de carbono en la

superficie del volcán Misti en el cual se identificaron zonas de alta concentración

de dióxido de carbono y el potencial peligro que representa para la ciudad de

Arequipa en diferentes zonas expuestas a los productos emitidos en caso de

erupción del volcán Misti. A continuación se describe el análisis realizado en cada

uno de los perfiles de medición de CO2.

63

4.1.1 Análisis del perfil de CO2 L1 en el flanco Norte del volcán

Al graficar la concentración de dióxido de carbono del perfil L1 con la altura y

distancia recorrida (tomando como referencia del punto más alto el borde del

cráter), se observa que hay una relación directamente proporcional con la

altura. Sin embargo a los 5 500 msnm se observa un pico, lo cual es anormal,

siendo un posible indicador de una fisura o secuela de caldera muy cercana al

cráter. Esto es conveniente desde un punto de vista geológico, dado que

significa que existe mayor desgasificación y menor presión acumulada de los

gases dentro la cámara magmática. Contrariamente la temperatura varía en

forma inversamente proporcional con la altura, ello es usual ya que a mayor

altura siempre hay menor temperatura, Figura 43.

Figura 43. Relación entre la altura y la distancia recorrida, en la cual se

observan también la concentración de dióxido de carbono (ppm) y la

temperatura (°C) en el perfil L1, (fuente propia).

64

4.1.2 Análisis del perfil de CO2 L2 en el flanco Noreste del volcán

Al graficar la concentración de dióxido de carbono del perfil L2 con la altura y

distancia recorrida, se observa que hay una relación directamente proporcional

con la altura, presentando mayores concentraciones en la zona más cercana al

cráter, esta tendencia estaría relacionada al proceso de desgasificación

presente cerca al borde del cráter, la cual se hace evidente por la presencia de

fumarolas cercanas al cráter activo que emiten cantidades importante de gases

a la atmosfera. Figura 44.

Figura 44. Relación entre la altura y la distancia recorrida, en la cual se

observan también la concentración de dióxido de carbono (ppm) en el perfil

L2, (fuente propia).

65

4.1.3 Análisis del perfil de CO2 L3 en el flanco Este del volcán.

Al graficar la concentración de dióxido de carbono del perfil L3 con la altura y

distancia recorrida (tomando como referencia del punto más alto el borde del

cráter), se observa que hay una relación directamente proporcional con la

altura, es decir a mayor altura mayor concentración de CO2. Sin embargo a los

5 500 msnm se observa un pico, lo cual es anormal, posible indicador de una

fisura o secuela de caldera muy cercana al cráter. Que al igual que en el perfil

L1 tiene un importante aporte al proceso de desgasificación y la identificación

de estructuras volcánicas en el edificio. Figura 45.

Figura 45. Relación entre la altura y la distancia recorrida, en la cual se

observan también la concentración de dióxido de carbono (ppm) en el perfil

L3, (fuente propia).

66

4.1.4 Análisis del perfil de CO2 L4 en el flanco Sureste del volcán

Al graficar la concentración de dióxido de carbono del perfil L4 con la altura,

distancia recorrida y temperatura, se observa que hay una relación

directamente proporcional con la altura, es decir a mayor altura mayor

concentración de CO2. Sin embargo a los 5 500 msnm se observa un

incremento de la concentración en una zona de 6 puntos de muestreo cercanos

al borde del cráter por el flanco este del volcán la cual estaría afectada por una

posible falla o secuela de caldera que facilita la salida del dióxido de carbono y

otros gases a la superficie. Al igual que en el perfil L1 tiene un importante

aporte al proceso de desgasificación y la identificación de estructuras

volcánicas en el edificio. Por otro lado se encontró que la temperatura es mayor

en esta zona acorde a la concentración de dióxido de carbono. Figura 46.

Figura 46. Relación entre la altura y la distancia recorrida, en la cual se

observan también la concentración de dióxido de carbono (ppm) y la

temperatura (°C) en el perfil L4, (fuente propia).

67

4.1.5 Análisis del perfil de CO2 L5 en el flanco Sur del volcán

Al graficar la concentración de dióxido de carbono del perfil L5 con la altura,

distancia recorrida y temperatura, se observa que hay una relación

directamente proporcional con la altura, , es decir a mayor altura mayor

concentración de CO2. Al igual que en el perfil L1 tiene un importante aporte al

proceso de desgasificación y la identificación de estructuras volcánicas en el

edificio. Por otro lado se encontró que la temperatura varía entre los puntos

más altos y la zona media de estudio. Figura 47.

Figura 47. Relación entre la altura y la distancia recorrida, en la cual se

observan también la concentración de dióxido de carbono (ppm) y la

temperatura (°C) en el perfil L5, (fuente propia).

68

4.1.6 Análisis del perfil de CO2 L6 en el flanco Sureste del volcán

Al graficar la concentración de dióxido de carbono del perfil L6 con la altura y

distancia recorrida, se observa que hay una relación directamente proporcional

con la altura, es decir a mayor altura mayor concentración de CO2. Sin

embargo a los 5 500 msnm se observa un incremento de la concentración en

una zona de 3 puntos de muestreo cercanos al borde del cráter por el flanco

sur del volcán la cual estaría afectada por una posible falla o secuela de

caldera al igual que el perfil 4 que facilita la salida del dióxido de carbono y

otros gases a la superficie. Siendo un importante aporte al proceso de

desgasificación y la identificación de estructuras volcánicas en el edificio.

Figura 48.

Figura 48. Relación entre la altura y la distancia recorrida, en la cual se

observan también la concentración de dióxido de carbono (ppm) en el perfil

L6, (fuente propia).

69

4.1.7 Análisis del perfil de CO2 L7 en el flanco Suroeste del volcán

Al graficar la concentración de dióxido de carbono del perfil L7 con la altura,

distancia recorrida y temperatura, se observa que no hay una relación

proporcional con la altura. Por otro lado la temperatura encontrada en el perfil

se mantiene sin mostrar variaciones por la altura o concentración de CO2. Sin

embargo se mantienen valores similares a los perfiles anteriores donde la

concentración de CO2 es mayor mientras más cercana este al cráter. Figura 49.

Figura 49. Relación entre la altura y la distancia recorrida, en la cual se

observan también la concentración de dióxido de carbono (ppm) y la

temperatura (°C) en el perfild L7, (fuente propia).

70

4.1.8 Análisis del perfil de CO2 L8 en el flanco Oeste del volcán

Al graficar la concentración de dióxido de carbono del perfil L8 con la altura,

distancia recorrida y temperatura, se observa que hay una relación

directamente proporcional con la altura. Sin embargo a los 5 300 msnm se

observa un incremento de la concentración en una zona de 4 puntos de

muestreo en la zona media del volcán por el flanco oeste la cual estaría

asociada a una posible falla identificada sobre la zona hidrotermal (Ramos,

2000). Por otro lado se encontró que la temperatura varía entre los puntos más

altos con respecto a la zona más alejada. Figura 50.

Figura 50. Relación entre la altura y la distancia recorrida, en la cual se

observan también la concentración de dióxido de carbono (ppm) y la

temperatura (°C) en el perfil L8, (fuente propia).

71

4.1.9 Análisis del perfil de CO2 L9 en el flanco Noroeste del volcán

Al graficar la concentración de dióxido de carbono del perfil L9 con la altura y

distancia recorrida, se observa que hay una relación directamente proporcional

con la altura. Sin embargo a los 5 700 msnm se observa un incremento de la

concentración en una zona de 2 puntos de muestreo cerca al borde del cráter

por el flanco noroeste del volcán, la cual estaría asociada a una posible falla

identificada sobre la zona hidrotermal descrita por Thouret 2001. Que al igual

que en el perfil L4 y L8 facilita la salida del dióxido de carbono y otros gases a

la superficie. Figura 51.

Figura 51. Relación entre la altura y la distancia recorrida, en la cual se

observan también la concentración de dióxido de carbono (ppm) en el perfil

L9, (fuente propia).

72

4.1.10 Análisis del perfil de CO2 L10 en el flanco Noroeste del volcán

Al graficar la concentración de dióxido de carbono del perfil L10 con la altura,

distancia recorrida y temperatura, se observa que hay una relación

directamente proporcional con la altura. Sin embargo a los 5 500 msnm se

observa un incremento de la concentración en una zona de 5 puntos de

muestreo cerca a la cima del volcán por el flanco norte del volcán, la cual

estaría asociada a una posible falla identificada sobre la zona hidrotermal

descrita por Thouret 2001. Que al igual que en la segunda zona identificada en

el mismo perfil por encima de los 5200 msnm se alinean a la falla N127 por

donde la salida del dióxido de carbono y otros gases a la superficie. Siendo un

importante aporte al proceso de desgasificación y la identificación de

estructuras volcánicas en el edificio. Figura 52.

Figura 52. Relación entre la altura y la distancia recorrida, en la cual se

observan también la concentración de dióxido de carbono (ppm) y la

temperatura (°C) en el perfil L10, (fuente propia).

73

4.1.11 Análisis del perfil de CO2 L11 en el borde del cráter del volcán

Al graficar la concentración de dióxido de carbono del perfil L11 con la altura y

distancia recorrida, se observa que hay una relación directamente proporcional

entre la concentración de CO2 y la cercanía al cráter, es decir a mayor cercanía

al cráter mayor concentración de CO2. Por otro lado la existencia de fumarolas

en la zona indica mayor cantidad de CO2. Por tal motivo en esta zona se

observa una posible falla estructural por la cual los gases fluyen libremente

hacia la superficie tal es así que se observa un incremento de la concentración

de CO2 en una zona de 19 puntos de muestreo cerca al borde del cráter por el

flanco sur del volcán, la cual estaría asociada a una posible falla y/ o secuela

de caldera identificada por Thouret 2001. Figura 53.

Figura 53. Relación entre la altura y la distancia recorrida, en la cual se

observan también la concentración de dióxido de carbono (ppm) en el perfil

L11, (fuente propia).

74

4.1.12 Análisis del perfil de CO2 L12 en el flanco Sur del volcán

Al graficar la concentración de dióxido de carbono del perfil L12 con la altura y

distancia recorrida, se observa que no hay una relación de la altura con la

concentración de CO2, los valores encontrados en este perfil no indican la

presencia de posibles estructuras en la superficie del volcán. Siendo un aporte

leve al proceso de desgasificación y la identificación de estructuras volcánicas

en el edificio. Figura 54.

Figura 54. Relación entre la altura y la distancia recorrida, en la cual se

observan también la concentración de dióxido de carbono (ppm) y la

temperatura (°C) en el perfil L12, (fuente propia).

75

En resumen, si graficamos los 5 primeros perfiles del L1 al L5 observamos que

a partir de los 5500 msnm la cantidad de dióxido de carbono aumenta

sustancialmente en relación a la altura. Figura N° 55.

Figura 55. Relación entre la concentración de dióxido de carbono (ppm) y la

altura en los perfiles L1, L2, L3, L4 y L5, (fuente propia).

En la figura anterior se puede apreciar que la concentración de dióxido de

carbono aumenta en relación a la altura, es decir mientras más nos acercamos

a la cumbre del volcán y por ende al cráter la concentración aumenta, podría

deberse a la cercanía entre la chimenea del volcán y la superficie, también a la

mayor presencia de fallas y fracturas cerca del cráter, por lo que se presume

que la mayor desgasificación del gas difuso CO2 se da en la parte más cercana

al cráter del volcán.

76

Por otro lado en la figura 56 se grafica los perfiles L6 al L10. En los perfiles L8 y

L10 se observa que la concentración de dióxido de carbono incrementa a partir

de los 5200 msnm, sin embargo en los demás perfiles se observa el incremento

a partir de los 5500 msnm.

Figura 56. Relación entre la concentración de dióxido de carbono (ppm) y la

altura en los perfiles L6, L7, L8, L9 y L10, (fuente propia).

En la figura anterior se puede apreciar la que la concentración de dióxido de

carbono aumenta en relación a la altura, similar al caso de la figura 55 en estos

perfiles la concentración de dióxido de carbono aumenta mientras más nos

acercamos a la cumbre del volcán.

En informes de monitoreo realizados en el volcán Ubinas por INGEMMET

(2012), se observó un comportamiento distinto, ello nos indica que el volcán

77

Ubinas no está eliminando la presión de los gases por el edifico volcánico a

diferencia del volcán Misti. Este comportamiento se debe a que la

desgasificación de CO2 se da a través del cráter principalmente y no por el

edificio volcánico como en el volcán Misti.

4.2 Mapa de concentración de dióxido de carbono en el volcán Misti

Con los resultados de las mediciones presentadas en el anexo N°4 se elaboró un

mapa de concentraciones, en el cual se muestran las concentraciones de CO2 con

la latitud y altitud de cada punto de muestreo en todos los perfiles, con la finalidad

de ubicar las zonas de mayor concentración de dióxido de carbono en la

superficie del volcán, como resultado del cual se puede apreciar en la figura 57,

niveles de concentración señalados por colores.

En el mapa obtenido en el presente estudio se puede identificar que el perfil L6

registra la mayor concentración de CO2, al igual que el perfil L4, seguidos de los

perfiles L8 y L10. Sin embrago en los perfiles L2 y L3 se registra la menor

concentración de CO2. En cambio los demás perfiles presentan valores

intermedios y bajos de concentración de CO2.

En el siguiente mapa se pueden apreciar los perfiles de dióxido de carbono en los

cuales se pueden identificar las zonas de alta concentración y la ubicación de los

perfiles y puntos de muestreo.

En el mapa se observan una escala de colores según la cantidad de CO2

presente en la superficie del volcán: el color gris indica valores entre 0 y 600 ppm,

el color blanco entre 600 y 700 ppm, el color celeste entre 700 y 800 ppm, el color

rosado entre 800 y 900 ppm, el color amarillo según la intensidad entre 900 y

1200 ppm, el color verde entre 1200 y 1400 ppm el color aguamarina entre 1400 y

1500, el color azul entre 1500 y 200, el color morado entre 2000 y 3000,

finalmente el color rojo valores mayores a 3000 ppm.

78

Figura 57. Mapa de Concentración de Dióxido de Carbono en el volcán Misti, (fuente

propia).

79

4.2.1 Puntos de alta concentración de dióxido de carbono

En la figura 58 se ubicaron los principales puntos de emisión de CO2 sobre la

superficie del volcán, observando valores de alta concentración de CO2 en

puntos cercanos al borde del cráter, en el flaco sureste, en el flanco oeste y

flanco norte del volcán, así como diferentes zonas alrededor del edificio

volcánico.

Figura 58. Puntos de alta concentración de dióxido de carbono cerca al borde del

cráter en el volcán Misti, (fuente propia).

80

En la figura anterior se puede observar los puntos de muestreo en el perfil L4

(puntos 5 y 6), el perfil L6 (punto 2), perfil L8 (puntos 56 y 57) y el perfil L10

(punto 33) con las concentraciones más altas registradas por encima de los

4000 ppm que indican zonas de desgasificación por donde el dióxido de

carbono fluye abundantemente.

4.2.2 Zonas de alta concentración de dióxido de carbono

En la figura 59 se identifican 4 zonas de alta concentración de dióxido de

carbono en el mapa.

Figura 59. Zonas de alta concentración de Dióxido de Carbono en el volcán Misti,

(fuente propia).

81

En la figura anterior del mapa se puede identificar la zona 1 en el perfil L10

hacia el flanco norte del volcán, la zona 2 en el perfil L4 cerca al cráter donde

la concentración de dióxido de carbono fue una de las más altas registradas, en

la zona 3 en el perfil L6 ubicada en el flanco Sur y por último zona 4 en el perfil

L8 ubicada en el flanco SO, la que se encuentran dentro de la zona hidrotermal

definida por Ramos D., 2000, que podrían estar ligadas a fallas estructurales

como la N127 en el perfil L10 de la zona 1 y secuelas de caldera de la última

erupción en los perfiles L4 y L6 en las zonas 2 y 3 donde se encuentran

fumarolas volcánicas en la actualidad .

4.2.3 Relación con el potencial espontaneo y zona hidrotermal

Por otro lado en el perfil L8 de la zona 4 se observa una anomalía encontrada

también por Ramos D., 2000 con el método de potencial espontáneo Figura 60.

Estos valores de dióxido de carbono encontrados en el volcán Misti podrían

deberse a muchos factores entre ellos la posible ubicación de una falla por la

cual el gas escapa de manera tal que llega con una alta concentración a la

superficie, por otro lado la permeabilidad del suelo es un factor muy importante

para los valores encontrados ya que permite al gas atravesar la superficie hacia

el exterior. Los valores altos encontrados en esta zona indica la desgasificación

continúa del edificio volcánico del Misti.

82

Figura 60. Relación entre el potencial espontaneo y el presente estudio. A la izquierda se identifica la zona hidrotermal (Ramos,

2000). A la derecha las zonas de alta concentración de dióxido de carbono dentro de la zona hidrotermal.

83

Figura 61. Se muestra la ubicación de las anomalías de dióxido de carbono

identificadas en el presente estudio dentro de la zona hidrotermal establecida por

Ramos, 2000 y Finizola, 2004, (fuente propia).

84

4.2.4 Relación con estructuras geológicas

Según Anthony Finizola, 2004 establece las fallas N127 desde la cumbre del

volcán Misti con dirección Noroeste hacia el volcán Chachani. Estudios

realizados por Jean-Claude Thouret en el 2001 establecen estructuras en el

volcán Misti mediante un mapa geológico el cual es comparado con el presente

estudio hallando coincidencias en muchas de las fallas, fracturas y secuelas de

cráteres y calderas antiguas.

Figura 62. Mapa de estructuras geológicas en el volcán Misti (Thouret, 2001).

85

Figura 63. Relación entre las estructuras geológicas y anomalías del presente

estudio. A la izquierda se muestran las estructuras geológicas existentes en el

volcán Misti (Thouret et al, 2001).A la derecha se muestran las anomalías

encontradas en el presente estudio.

Según la figura anterior los valores máximos de concentración de gas CO2

encontrados en los perfiles L4 (6900ppm), L6 (6930ppm), L8 (4145ppm) y L10

(4410ppm); sobre la superficie del volcán Misti se relacionan con los estudios

realizados por Thouret en la ubicación de estructuras (fallas y fracturas) sobre

la superficie del edificio volcánico, confirmando que altas concentraciones de

CO2 fluyen por dichas zonas hacia la superficie.

L10

L4

L6

L8

86

CONCLUSIONES

1. Los valores máximos de concentración de gas CO2 encontrados en los

perfiles L4 (6900ppm), L6 (6930ppm), L8 (4145ppm) y L10 (4410ppm); sobre

la superficie del volcán Misti, los cuales superan los valores normales

ambientales de 400 ppm según la NASA, demostrando que existe un proceso

de desgasificación en la superficie del volcán constituyendo un indicador

potencial de la actividad volcánica en el volcán Misti.

2. En el presente estudio se identificaron 4 zonas de alta concentración de CO2,

tomando en cuenta los valores máximos encontrados en los puntos de

muestreo: La zona 1 ubicada en el perfil L10 por el sector de Charcani V en la

cuenca del rio Chili, la zona 2 ubicada en el perfil L4 frente al distrito de

Chiguata, la zona 3 ubicada en el perfil L6 y la zona 4 ubicada en el perfil L8

ambas frente a la ciudad de Arequipa. Estas zonas evidencian la presencia de

fallas y fracturas sobre la superficie del volcán como se muestra en el mapa

de concentración de dióxido de carbono el cual constituye la primera línea

base elaborada para el monitoreo volcánico del Misti.

3. Las mediciones de CO2 realizadas en el presente estudio, corroboran la

presencia de la zona hidrotermal establecida en estudios anteriores mediante

el método geofísico de potencial espontaneo, por la cual los fluidos gaseosos

circulan hacia la superficie, esta zona está ubicada por encima de los 5000

msnm.

87

RECOMENDACIONES

1. Se recomienda realizar el monitoreo de dióxido de carbono en las 4 zonas

identificadas (zona 1, zona 2, zona 3 y zona 4), para establecer valores

continuos de concentración de CO2 e identificar las posibles variaciones que

estarían directamente relacionadas con la actividad volcánica mediante el

empleo de equipos de registro continuo para la concentración y/o flujo de

dióxido de carbono.

2. Se recomienda realizar estudios detallados con un paso de muestreo de 5

metros, para la medición de CO2 con equipos de medición infrarroja, sobre las

zonas de alta concentración de dióxido de carbono, para delimitar el área de

desgasificación y la ubicación de fracturas y fallas con mayor precisión.

3. Se recomienda implementar un sistema de monitoreo integral de gases de

carbono y azufre provenientes del magma volcánico, mediante el empleo de

sensores remotos de manera indirecta los cuales permitirán monitorear los

gases volcánicos de manera continua.

88

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97

GLOSARIO

Actividad volcánica: Constituye quizá la manifestación más evidente de

los procesos ocurridos dentro de un volcán en el interior de la tierra.

Superficie del volcán: Es toda el área que forma parte de un volcán.

Gases difusos: Son aquellos gases que fluyen mediante le fenómeno de

la difusión.

Advección: Mecanismo de transporte mediante el cual el movimiento de

partículas es en dirección del flujo.

Difusión: Es un proceso en el cual las partículas se introducen en un

medio a favor de la gradiente de concentración

Flanco: Cada una de las partes laterales de un cuerpo

Penacho de gases volcánicos: O fumarolas mezcal de gases y vapores

que surgen por las grietas exteriores de un volcán

Desgasificación magmática: Es el proceso en el cual se liberan gases del

magma hacia la superficie

Meteorización: Es la descomposición de minerales y rocas que ocurre

cerca o sobre la superficie terrestre.

Zona Hidrotermal: Es la zona por la cual los fluidos gaseosos circulan

hacia la superficie.

Potencial Espontaneo: es un método de prospección eléctrica que mide la

diferencia de potencial eléctrica generada de forma natural en el subsuelo

Estructuras geológicas: Está determinada por la geología presente en el

relieve de la corteza terrestre

Cráter: Abertura o boca de erupción de los volcanes

Falla: Fractura en el terreno a lo largo del cual hubo movimiento de uno de

los lados respecto al otro.

NOAA: National Oceanic and Atmospheric Administration

98

ANEXOS

99

Anexo 1. Toma de muestra de CO2 en el borde del cráter del volcán

MISTI.

100

Anexo 2. Fotografías de Trabajo de campo en los diferentes perfiles sobre el

volcán Misti: A) Perfil L2. B) Perfiles L4. C) Perfiles L5. D) Perfiles L6.

101

Aneo 3. Fotografías de Trabajo de campo en los diferentes perfiles sobre

el volcán Misti: A) Perfil L7. B) Perfil L8. C) Perfil L10. D) Perfil L11.

102

Anexo 4. Tabla de datos recopilados en la medición de CO2: Perfil L1.

Perfil L1 X

Longitud

Y

Latitud

Z

Altura

CO2 Ambiente

(ppm)

CO2 Suelo

(ppm)

T

(°C)

1 242695 8197152 5600 724.56 1044.99 8.7

2 242695 8197171 5586

1016.77

3 242697 8197209 5580

1003.49

4 242703 8197205 5567

1817.03

5 242700 8197223 5563

1629.42

6 242715 8197246 5543 729.54 1451.77 9.6

7 242707 8197261 5529

1131.33

8 242708 8197278 5521

1230.95

9 242712 8197297 5509

986.88

10 242713 8197316 5503

1096.46

11 242716 8197332 5492 734.52 1066.58 9.3

12 242725 8197354 5474

986.88

13 242726 8197370 5474

998.51

14 242729 8197393 5474

986.88

15 242735 8197407 5441

981.90

16 242745 8197423 5436 661.46 1028.39 9.8

17 242747 8197442 5420

1026.73

18 242747 8197464 5416

1000.17

19 242748 8197475 5396

1015.11

20 242755 8197496 5389

986.88

21 242754 8197516 5379 696.33 1073.22 11.2

22 242756 8197537 5377

998.51

23 242755 8197557 5370

991.86

24 242758 8197573 5352

948.70

25 242765 8197590 5342 975.26

26 242754 8197612 5332 701.31 1003.49 11.3

27 242766 8197624 5318 1025.07

103

Perfil L1 X

Longitud

Y

Latitud

Z

Altura

CO2 Ambiente

(ppm)

CO2 Suelo

(ppm)

T

(°C)

26 242754 8197612 5332 701.31 1003.49 11.3

27 242766 8197624 5318

1025.07

28 242782 8197653 5320

986.88

29 242768 8197655 5294

970.28

30 242782 8197680 5288

937.07

31 242784 8197697 5274 601.69 945.38 11.4

32 242793 8197683 5261

978.58

33 242794 8197716 5258

965.30

34 242798 8197736 5252

943.72

35 242792 8197764 5246

942.06

36 242811 8197768 5231 666.45 945.38 12.2

37 242809 8197778 5230

935.41

38 242807 8197803 5208

942.06

39 242822 8197824 5196

927.11

40 242812 8197838 5178

932.09

41 242837 8197862 5161 654.82 937.07 13.0

42 242831 8197883 5153

925.45

43 242839 8197897 5138

915.49

44 242841 8197922 5131

908.85

45 242841 8197935 5131

837.46

46 242854 8197954 5120 654.82 812.55 13.0

47 242869 8197958 5074

832.48

48 242861 8197986 5087

897.23

49 242858 8197994 5094 766.06

50 242870 8198029 5083 812.55

51 242870 8198037 5065 633.24 787.65 13.0

52 242872 8198057 5049

915.49

53 242888 8198057 5050 937.07

104

Perfil L1

X

Longitud

Y

Latitud

Z

Altura

CO2 Ambiente

(ppm)

CO2 Suelo

(ppm)

T

(°C)

53 242888 8198057 5050

937.07

54 242888 8198089 5038

834.14

55 242891 8198110 5016

820.85

56 242898 8198123 5013 628.26 638.22 13.3

57 242904 8198143 5008

626.60

58 242908 8198163 5006

673.09

59 242921 8198172 4986

654.82

60 242920 8198193 4981

766.06

61 242921 8198219 4968 613.32 699.65 12.8

62 242926 8198228 4964

746.14

63 242931 8198251 4949

654.82

64 242939 8198271 4943

696.33

65 242938 8198283 4935

712.93

66 242951 8198283 4930 621.62 824.17 13.3

67 242944 8198325 4926

819.19

68 242960 8198343 4914

850.74

69 242955 8198367 4902

822.51

70 242965 8198371 4880

840.78

71 242970 8198400 4870 631.58 923.79 13.3

72 242972 8198426 4867

849.08

73 242980 8198437 4856

869.00

74 242989 8198464 4852 873.98

75 242994 8198479 4838 877.30

76 242999 8198485 4822 626.60 920.47 13.1

77 243008 8198509 4820

883.94

78 243017 8198535 4816

898.89

79 243023 8198549 4801

839.12

80 243036 8198563 4789 804.25

105

Perfil L1

X

Longitud

Y

Latitud

Z

Altura

CO2 Ambiente

(ppm)

CO2 Suelo

(ppm)

T

(°C)

80 243036 8198563 4789

804.25

81 243036 8198583 4781 664.78 948.70 12.8

82 243019 8198590 4771

883.94

83 242998 8198604 4769

892.25

84 243017 8198648 4755

885.61

85 243022 8198645 4735

875.64

86 243081 8198662 4723 766.06 862.36 12.8

87 243096 8198699 4717

809.23

88 243092 8198699 4707

814.21

89 243103 8198704 4683

830.82

90 243115 8198739 4679

814.21

91 243116 8198764 4670 654.82 820.85 13.6

106

Anexo 4. Tabla de datos recopilados en la medición de CO2: Perfil L2.

Perfil L2 X Longitud

Y Latitud

Z Altura

CO2 Ambiente (ppm)

CO2 Suelo (ppm)

T (°C)

1 243101 8196780 5700 840.78 1239.25

2 243330 8196856 5650 1206.04

3 243380 8196946 5600 824.17 1206.04

4 243343 8197058 5550 757.76 1139.63

5 243369 8197168 5500 1040.01

6 243402 8197232 5450 1006.81

7 243469 8197281 5400 807.57 973.60

8 243524 8197339 5350 973.60

9 243545 8197401 5300 957.00

10 243538 8197490 5250 973.60

11 243543 8197562 5200 973.60

12 243591 8197751 5100 940.40 940.40

13 243628 8197865 5000 940.40

14 243672 8198011 4900

940.40

15 243736 8198134 4800

940.40

107

Anexo 4. Tabla de datos recopilados en la medición de CO2: Perfil L3.

Perfil L3 X Longitud

Y Latitud

Z Altura

CO2 Ambiente (ppm)

CO2 Suelo (ppm)

T (°C)

1 243323 8196626 5700 2335.05

2 243368 8196647 5650 857.38 1770.55

3 243446 8196676 5600 1305.66

4 243524 8196675 5550 907.19 1073.22

5 243603 8196680 5500 1056.62

6 243676 8196676 5450 1006.81

7 243792 8196693 5400 1040.01

8 243823 8196710 5350 990.20

9 243880 8196679 5300 1073.22

10 243977 8196752 5250 1073.22

11 244061 8196782 5200 1056.62

12 244142 8196819 5150 940.40 990.20

13 244199 8196877 5100

990.20

14 244280 8196929 5050

1006.81

15 244358 8196995 5000

973.60

16 244677 8197343 4800 957.00

108

Anexo 4. Tabla de datos recopilados en la medición de CO2: Perfil L4.

Perfil L4 X Longitud

Y Latitud

Z Altura

CO2 Ambiente (ppm)

CO2 Suelo (ppm)

T (°C)

1 243170 8196401 5738 1006.81 1876.81 0.6

2 243192 8196389 5725 1305.66

3 243210 8196385 5718 1171.18

4 243230 8196373 5708 1760.58

5 243239 8196368 5693 6930.77

6 243252 8196359 5681 990.20 6153.74 8.9

7 243270 8196346 5673 2693.67

8 243285 8196343 5658 4327.41

9 243301 8196336 5647 3215.01

10 243318 8196329 5635 2600.70

11 243335 8196321 5621 1015.11 1295.70 6.0

12 243347 8196315 5609 1280.76

13 243766 8196301 5600 1099.78

14 243379 8196294 5587 1156.23

15 243398 8196290 5573 1272.46

16 243412 8196283 5555 998.51 1119.71 1.2

17 243435 8196283 5550 1099.78

18 243440 8196261 5549 1098.12

19 243457 8196312 5542 1006.81 1089.82 4.4

20 243473 8196315 5528 1043.33

21 243490 8196307 5517 1044.99

22 243508 8196300 5503 1040.01

23 243527 8196292 5490 1036.69

24 243539 8196287 5482 960.32 1036.69 4.0

25 243555 8196274 5466 1048.31

109

Perfil L4 X Longitud

Y Latitud

Z Altura

CO2 Ambiente (ppm)

CO2 Suelo (ppm)

T (°C)

26 243573 8196274 5455 1046.65

27 243598 8196266 5443 1044.99

28 243604 8196255 5428 1038.35

29 243614 8196247 5416 978.58 1046.65 1.9

30 243642 8196241 5407 1049.98

31 243653 8196229 5393 1064.92

32 243672 8196220 5379 1063.26

33 243686 8196208 5366 1064.92

34 243702 8196202 5354 998.51 1091.48 1.5

35 243716 8196192 5342 1069.90

36 243728 8196184 5329 1053.30

37 243746 8196175 5317 1044.99

38 243760 8196164 5310 1041.67

39 243772 8196157 5294 976.92 1048.31 3.5

40 243785 8196144 5287 1053.30

41 243802 8196137 5275 1036.69

42 243820 8196127 5264 1043.33

43 243831 8196118 5249 1040.01

44 243848 8196107 5235 995.19 1033.37 1.5

45 243862 8196098 5226 1025.07

46 243877 8196087 5217 1033.37

47 243891 8196078 5207 1028.39

48 243904 8196065 5196 1025.07

49 243915 8196057 5189 960.32 1033.37 3.9

50 243929 8196047 5182 1023.41

51 243929 8196030 5161 1026.73

52 243957 8196019 5149 1020.09

110

Perfil L4 X Longitud

Y Latitud

Z Altura

CO2 Ambiente (ppm)

CO2 Suelo (ppm)

T (°C)

53 243974 8196009 5141 1021.75

54 243990 8195995 5133 953.68 1023.41 3.9

55 244000 8195983 5117 1010.13

56 244013 8195969 5104 1008.47

57 244028 8195956 5094 1006.81

58 244042 8195945 5081 978.58

59 244053 8195940 5068 945.38 995.19 3.7

60 244067 8195917 5063 988.54

61 244081 8195906 5048 986.88

62 244099 8195895 5036 970.28

63 244108 8195882 5028 975.26

64 244122 8195869 5019 933.75 907.19 4.7

65 244109 8195856 5007 915.49

66 244143 8195846 4993 907.19

67 244159 8195832 4983 923.79

68 244172 8195818 4971 937.07

69 244183 8195802 4960 854.06 885.61 5.5

70 244195 8195789 4952 678.07

71 244214 8195772 4940 591.73

72 244226 8195762 4926 575.13

73 244240 8195748 4918 468.87

74 244278 8195711 4908 757.76 581.77 5.5

75 244271 8195719 4896 794.29

76 244282 8195712 4885 741.16

77 244293 8195699 4876 658.14

78 244307 8195689 4866 580.11

79 244321 8195677 4852 820.85 837.46 5.4

111

Perfil L4 X Longitud

Y Latitud

Z Altura

CO2 Ambiente (ppm)

CO2 Suelo (ppm)

T (°C)

80 244334 8195664 4844 530.30

81 244350 8195665 4834 500.42

82 244364 8195641 4821 522.00

83 244375 8195631 4830 467.21

84 244391 8195617 4809 502.08 512.04 6.0

85 244409 8195607 4793 508.72

86 244420 8195595 4790 492.11

87 244433 8195580 4771 475.51

88 244442 8195570 4765 824.17

89 244463 8195562 4746 541.92 1098.12 6.4

90 244473 8195543 4741 799.27

91 244490 8195535 4730 507.06

92 244512 8195524 4718 505.40

93 244528 8195513 4710 508.72

94 244537 8195497 4703 546.90 512.04 6.3

95 244551 8195482 4700 505.40

96 244558 8195475 4686 502.08

97 244570 8195464 4672 505.40

98 244585 8195454 4660 508.72

99 244588 8195436 4646 488.79 508.72 6.2

100 244608 8195428 4636 508.72

101 244623 8195414 4629 507.06

102 244639 8195398 4620 513.70

103 244651 8195380 4611 522.00

104 244671 8195358 4601 500.42 513.70 6.5

105 244677 8195350 4586 510.38

106 244691 8195337 4574 507.06

112

Perfil L4 X Longitud

Y Latitud

Z Altura

CO2 Ambiente (ppm)

CO2 Suelo (ppm)

T (°C)

107 244705 8195323 4563 505.40

108 244717 8195306 4554 508.72

109 244728 8195293 4543 488.79 507.06 6.1

113

Anexo 4. Tabla de datos recopilados en la medición de CO2: Perfil L5.

Perfil L5 X Longitud

Y Latitud

Z Altura

CO2 Ambiente (ppm)

CO2 Suelo (ppm)

T (°C)

1 242458 8195580 5250 907.19 1020.09 -0.6

2 242444 8195570 5225

1079.86

3 242446 8195550 5218

1099.78

4 242443 8195536 5208

1003.49

5 242438 8195520 5198

988.54

6 242429 8195502 5185 854.06 1005.15 5.0

7 242429 8195485 5168

965.30

8 242419 8195470 5159

970.28

9 242412 8195451 5151

950.36

10 242402 8195433 5138

961.98

11 242397 8195415 5124 812.55 937.07 0.2

12 242385 8195383 5097

837.46

13 242380 8195362 5090

920.47

14 242372 8195348 5077

942.06

15 242366 8195329 5066 820.85 887.27 0.3

16 242361 8195316 5053

922.13

17 242354 8195297 5044

932.09

18 242342 8195280 5035 790.97 824.17

19 242341 8195263 5021

865.68

20 242331 8195245 5008 787.65 827.49 1.5

21 242322 8195234 5008

840.78

22 242316 8195214 4993

829.15

23 242309 8195183 4969

804.25

24 242294 8195167 4954 807.57 820.85 1.2

25 242293 8195147 4944 812.55

114

Perfil L5

X Longitud

Y Latitud

Z Altura

CO2 Ambiente (ppm)

CO2 Suelo (ppm)

T (°C)

26 242290 8195129 4934

827.49

27 242291 8195108 4930

827.49

28 242290 8195085 4921

830.82

29 242295 8195072 4914

830.82

30 242308 8195054 4901 804.25 824.17 2.0

31 242319 8195041 4889

822.51

32 242331 8195025 4877

827.49

33 242339 8195009 4867

834.14

34 242337 8194987 4858 777.69 834.14 -5.0

35 242338 8194971 4843

814.21

36 242338 8194957 4832

741.16

37 242331 8194937 4824

767.72

38 242332 8194923 4815 683.05 737.84 0.9

39 242335 8194906 4798 689.69 744.48 1.4

40 242336 8194881 4793

729.54

41 242339 8194870 4781

714.59

42 242341 8194847 4768

684.71

43 242344 8194829 4754

691.35

44 242341 8194816 4745 673.09 688.03 2.2

45 242343 8194796 4796

691.35

46 242341 8194782 4725

694.67

47 242351 8194758 4719

679.73

48 242358 8194743 4707

679.73

49 242353 8194730 4689 673.09 681.39 1.7

50 242358 8194715 4681 668.11

51 242363 8194642 4670 671.43

52 242365 8194671 4656 674.75

115

Perfil L5 X Longitud

Y Latitud

Z Altura

CO2 Ambiente (ppm)

CO2 Suelo (ppm)

T (°C)

53 242368 8194663 4652

673.09

54 242375 8194641 4633 641.54 668.11 1.9

55 242390 8194613 4615

678.07

56 242400 8194598 4595

671.43

57 242402 8194563 4597

668.11

58 242420 8194548 4592 651.50 671.43 3.0

59 242425 8194523 4566

678.07

60 242423 8194511 4555

671.43

61 242424 8194476 4546

673.09

62 242467 8194489 4542 450.61 600.03 3.4

63 242438 8194460 4538

641.54

64 242443 8194433 4511

668.11

65 242449 8194415 4507

639.88

66 242454 8194396 4497

664.78

67 242456 8194375 4480 638.22 654.82 3.8

68 242457 8194343 4465

654.82

69 242461 8194332 4455

664.78

70 242467 8194511 4447

658.14

71 242474 8194282 4436 605.01 658.14 3.7

72 242470 8194262 4426

651.50

73 242469 8194257 4440 614.98

74 242478 8194234 4394 621.62

75 242482 8194213 4390 624.94

76 242477 8194173 4391 618.30 619.96 4.3

77 242480 8194162 4354 611.66

78 242474 8194149 4347 583.43

116

Perfil L5 X Longitud

Y Latitud

Z Altura

CO2 Ambiente (ppm)

CO2 Suelo (ppm)

T (°C)

79 242485 8194128 4335

591.73

80 242486 8194105 4327 575.13 591.73 6.1

117

Anexo 4. Tabla de datos recopilados en la medición de CO2: Perfil L6.

Perfil L6 X Longitud

Y Latitud

Z Altura

CO2 Ambiente (ppm)

CO2 Suelo (ppm)

T (°C)

1 242549 8196263 5700 1704.13 -0.6

2 242559 8196160 5650 563.51 6930.77

3 242547 8196072 5600 3215.01

4 242540 8195985 5550 1343.85

5 242508 8195928 5500 1347.17

6 242481 8195891 5450 1335.55 5.0

7 242460 8195801 5400 1245.89

8 242425 8195759 5350 1181.14

9 242474 8195684 5300 1179.48

10 242370 8195602 5250 1184.46

11 242328 8195540 5200 1192.76 0.2

12 242302 8195450 5150 1156.23 1166.20

13 242240 8195418 5100 1164.54

14 242212 8195307 5050 1186.12

15 242134 8195243 5000 1169.52 0.3

16 242130 8195193 4950 1189.44

17 242083 8195083 4900 1166.20

18 242077 8195003 4850 1189.44

19 242041 8194945 4800 1222.65

20 241970 8194908 4750 1132.99 1169.52 1.5

21 241926 8194805 4700 1211.02

22 241944 8194756 4650 1219.33

23 241895 8194610 4600 1212.68

24 241865 8194463 4550 1202.72 1.2

25 241984 8194341 4500 1255.85

118

Perfil L6 X Longitud

Y Latitud

Z Altura

CO2 Ambiente (ppm)

CO2 Suelo (ppm)

T (°C)

26 242050 8194204 4450 1169.52 1186.12

27 242078 8194049 4400 1206.04

28 242075 8193980 4350 1230.95

29 242072 8193877 4300 1235.93

30 242035 8193786 4250 1147.93 1206.04 2.0

31 241993 8193703 4200 1282.42

32 241972 8193615 4150 1189.44

33 241929 8193487 4100 1172.84

34 241908 8193409 4050 1156.23 -5.0

35 241898 8193268 4000 1156.23

36 241882 8192920 3900 1189.44

37 241797 8192494 3800 1229.29

38 241926 8192201 3700 1197.74 0.9

39 241711 8191759 3600 1217.67 1.4

40 241509 8191283 3500 1053.30 1202.72

119

Anexo 4. Tabla de datos recopilados en la medición de CO2: Perfil L7.

Perfil L7 X Longitud

Y Latitud

Z Altura

CO2 Ambiente (ppm)

CO2 Suelo (ppm)

T (°C)

1 242033 8195467 5028 837.46 1244.23 1.2

2 242027 8195446 5002 1043.33

3 241992 8195432 5000 1056.62

4 241984 8195423 4999 1073.22

5 241967 8195421 4996 1063.26

6 241963 8195397 4970 807.57 1069.90 2.8

7 241962 8195382 4945 1137.97 2.5

8 241946 8195365 4944 1225.97 1.6

9 241938 8195355 4940 1059.94

10 241937 8195338 4932 1094.80

11 241934 8195322 4912 854.06 1098.12 3.7

12 241917 8195304 4911 1099.78

13 241910 8195304 4894 1121.37

14 241888 8195295 4887 1116.39

15 241862 8195297 4879 1111.41

16 241853 8195300 4872 741.16 1099.78 4.4

17 241838 8195291 4856 1103.10

18 241826 8195283 4847 1108.09

19 241796 8195282 4839 1139.63

20 241777 8195280 4829 1169.52

21 241756 8195281 4826 890.59 1164.54 2.5

22 241745 8195281 4808 1131.33

23 241718 8195278 4806 1099.78

24 241688 8195279 4807 1136.31

25 241672 8195269 4802 1147.93

120

Perfil L7 X Longitud

Y Latitud

Z Altura

CO2 Ambiente (ppm)

CO2 Suelo (ppm)

T (°C)

26 241656 8195259 4788 915.49 1144.61 2.3

27 241669 8195247 4776 990.20

28 241679 8195229 4773 1033.37

29 241696 8195218 4766 995.19

30 241716 8195201 4765 1114.73

31 241727 8195186 4758 857.38 1023.41 3.6

32 241736 8195168 4757 966.96

33 241755 8195145 4751 973.60

34 241768 8195127 4750 990.20

35 241779 8195111 4750 820.85 945.38 4.1

121

Anexo 4. Tabla de datos recopilados en la medición de CO2: Perfil L8.

Perfil L8 X Longitud

Y Latitud

Z Altura

CO2 Ambiente (ppm)

CO2 Suelo (ppm)

T (°C)

1 242402 8196749 5836 654.82 1153 0.3

2 242374 8196747 5827 1133

3 242358 8196746 5824 1155

4 242341 8196748 5817 1140

5 242319 8196745 5808 1126

6 242304 8196338 5782 671.43 1294 1.3

7 242283 8196744 5793 1165

8 242264 8196745 5789 1128

9 242239 8196752 5783 1110

10 242223 8196753 5773 1106

11 242203 8196754 5765 654.82 1120 3.8

12 242186 8196762 5758 1098

13 242166 8196764 5755 1115

14 242147 8196765 5747 1110

15 242125 8196768 5737 1105

16 242109 8196171 5729 666.45 1108 2.9

17 242091 8196777 5723 1103

18 242071 8196741 5721 1116

19 242048 8196779 5715 1115

20 242033 8196780 5704 1095

21 242010 8196753 5692 683.05 1090 0.2

22 241981 8196756 5685 1040

23 241975 8196757 5675 1057

24 241954 8196754 5666 1040

25 241937 8196754 5654 1002

122

Perfil L8 X Longitud

Y Latitud

Z Altura

CO2 Ambiente (ppm)

CO2 Suelo (ppm)

T (°C)

26 241932 8196747 5634 712.93 1015 -1.3

27 241905 8196739 5636 1022

28 241881 8196733 5629 979

29 241861 8196734 5617 984

30 241847 8196728 5606 989

31 241829 8196730 5596 673.09 1022 0.8

32 241806 8196727 5585 1012

33 241795 8196724 5563 1005

34 241771 8196720 5563 1095

35 241755 8196717 5552 1091

36 241733 8196723 5549 676.41 1088 0.5

37 241715 8196730 5530 1027

38 241700 8196725 5517 1017

39 241705 8196750 5508 1012

40 241665 8196725 5497 1028

41 241665 8196725 5497 1028

42 241644 8196720 5490 702.97 1003 2.0

43 241630 8196712 5476 1045

44 241660 8196712 5459 1045

45 241593 8196705 5453 965

46 241573 8196697 5448 987

47 241555 8196700 5436 663.12 970 2.0

48 241542 8196670 5414 982

49 241517 8196688 5413 994

50 241502 8196679 5407 980

51 241482 8196686 5394 984

52 241467 8196671 5379 746.14 994 0.3

123

Perfil L8 X Longitud

Y Latitud

Z Altura

CO2 Ambiente (ppm)

CO2 Suelo (ppm)

T (°C)

53 241447 8196670 5370 970

54 241443 8196656 5359 985

55 241423 8196654 5344 1060

56 241412 8196629 5335 1000.17 4145

57 241380 8196640 5328 998.51 3613 1.7

58 241373 8196642 5310 2025

59 241363 8196625 5285 1405

60 241355 8196610 5280 1638

61 241342 8196593 5272 1360

62 241321 8196585 5260 902.21 1309 3.1

63 241303 8196581 5249 1239

64 241290 8196579 5234 1171

65 241276 8196564 5224 1219

66 241251 8196558 5211 1165

67 241239 8196558 5191 880.62 1153 2.8

68 241219 8196539 5190 1095

69 241205 8196532 5182 1095

70 241195 8196515 5168 999

71 241176 8196506 5160 979

72 241159 8196499 5135 937.07 979 4.0

73 241144 8196489 5126 970

74 241128 8196490 5120 929

75 241112 8196477 5107 929

76 241093 8196454 5086 927

77 241065 8196452 5085 771.04 872 5.6

78 241043 8196466 5071 884

79 241029 8196460 5066 887

124

Perfil L8 X Longitud

Y Latitud

Z Altura

CO2 Ambiente (ppm)

CO2 Suelo (ppm)

T (°C)

80 241017 8196461 5047 826

81 241004 8196453 5035 837

82 240979 8196445 5030 766.06 836 5.7

83 240958 8196440 5020 832

84 240946 8196429 5008 930

85 240931 8196424 4989 899

86 240909 8196412 4985 889

87 240891 8196415 4968 646.52 882 5.2

88 240872 8196397 4956 867

89 240849 8196385 4948 847

90 240839 8196377 4939 839

91 240826 8196363 4924 821

92 240796 8196343 4921 704.63 813 4.0

93 240781 8196332 4902 798

94 240770 8196328 4897 813

95 240753 8196327 4881 793

96 240740 8196322 4872 813

97 240716 8196323 4860 756.10 879 4.6

98 240695 8196309 4854 871

99 240676 8196297 4851 896

100 240658 8196293 4842 887

101 240629 8196284 4834 871

102 240612 8196277 4807 706.29 837 5.7

103 240593 8196267 4805 837

104 240593 8196267 4805 837

105 240580 8196254 4801 862

106 240557 8196231 4793 861

125

Perfil L8 X Longitud

Y Latitud

Z Altura

CO2 Ambiente (ppm)

CO2 Suelo (ppm)

T (°C)

107 240534 8196226 4791 844

108 240520 8196216 4770 777.69 836 5.7

109 240506 8196214 4763 829

110 240485 8196199 4758 919

111 240466 8196205 4750 816

112 240448 8196184 4735 818

113 240439 8196163 4726 673.09 813 5.3

114 240434 8196179 4709 827

115 240398 8196175 4704 821

116 240375 8196169 4688 821

117 240350 8196166 4683 813

118 240336 8196165 4660 694.67 819 5.0

119 240322 8196156 4651 823

120 240293 8196140 4650 818

121 240272 8196134 4642 809

122 240253 8196124 4632 816

123 240228 8196117 4626 646.52 816 5.8

124 240216 8196118 4613 837

125 240193 8196113 4607 824

126 240176 8196110 4593 879

127 240152 8196100 4590 862

128 240133 8196101 4582 771.04 818 4.6

129 240114 8196098 4572 824

130 240092 8196090 4567 827

131 240071 8196085 4556 826

132 240052 8196077 5549 821

133 240034 8196065 5538 661.46 824 4.5

126

Anexo 4. Tabla de datos recopilados en la medición de CO2: Perfil L9.

Perfil L9 X Longitud

Y Latitud

Z Altura

CO2 Ambiente (ppm)

CO2 Suelo (ppm)

T (°C)

1 242661 8196544 5710 998.51 1123.03 1.2

2 242643 8196523 5708 1614.48

3 242626 8196506 5700 2099.29

4 242621 8196478 5689 1156.23

5 242612 8196455 5680 1089.82

6 242595 8196420 5680 990.20 1056.62 2.8

7 242588 8196395 5680 1040.01 2.5

8 242578 8196361 5675 1031.71 1.6

9 242565 8196332 5670 1033.37

10 242529 8196321 5665 1036.69

11 242511 8196342 5670 1056.62 3.7

12 242496 8196352 5682 1064.92

13 242488 8196362 5685 973.60 1069.90

14 242473 8196362 5670 1073.22

15 242427 8196445 5650 1076.54

16 242373 8196647 5648 1149.59 4.4

17 242397 8196749 5637 1123.03

18 242259 8196888 5628 1096.46

19 242228 8196988 5618 1015.11 1089.82

20 242355 8197134 5610 1081.52

21 242409 8197288 5600 1073.22 2.5

22 242380 8197400 5550 1056.62

23 242342 8197461 5500 857.38 940.40

24 242163 8197453 5450 986.88

25 242020 8197393 5400 986.88

127

Perfil L9 X Longitud

Y Latitud

Z Altura

CO2 Ambiente (ppm)

CO2 Suelo (ppm)

T (°C)

26 241918 8197421 5350

973.60 2.3

27 241870 8197440 5300

975.26

28 241687 8197515 5250

973.60

29 241582 8197667 5200

973.60

30 241563 8197814 5150

973.60

31 241179 8197808 5100

973.60 3.6

128

Anexo 4. Tabla de datos recopilados en la medición de CO2: Perfil L10.

Perfil L10 X Longitud

Y Latitud

Z Altura

CO2 Ambiente (ppm)

CO2 Suelo (ppm)

T (°C)

1 242396 8196739 5833 799.27 1111.41 0.5

2 242380 8196775 5837 1206.04

3 242370 8196784 5829 1096.46

4 242358 8196796 5815 1116.39

5 242350 8196809 5804 1132.99

6 242348 8196829 5785 857.38 1136.31 4.4

7 242336 8196847 5788 1124.69

8 242322 8196864 5778 1139.63

9 242317 8196874 5763 1142.95

10 242310 8196892 5751 1128.01

11 242304 8196908 5743 840.78 1137.97 4.8

12 242300 8196928 5736 1126.35

13 242289 8196946 5727 1091.48

14 242281 8196956 5718 1121.37

15 242271 8196978 5707 1123.03

16 242267 8196996 5697 932.09 1104.77 4.8

17 242267 8197018 5686 1101.44

18 242268 8197022 5678 1094.80

19 242269 8197047 5672 1128.01

20 242275 8197065 5664 1104.77

21 242287 8197086 5653 684.71 1098.12 3.3

22 242292 8197113 5645 1096.46

23 242297 8197139 5642

1054.96

24 242308 8197140 5630

1021.75

25 242306 8197159 5612 1010.13

129

Perfil L10 X Longitud

Y Latitud

Z Altura

CO2 Ambiente (ppm)

CO2 Suelo (ppm)

T (°C)

26 242302 8197185 5611 737.84 1106.43 3.9

27 242302 8197208 5603 1044.99

28 242311 8197229 5597 1083.18

29 242324 8197252 5592 1058.28

30 242323 8197264 5588 1063.26

31 242334 8197278 5584 699.65 1627.76 5.0

32 242333 8197311 5570 2459.57

33 242341 8197318 5560 4410.43

34 242319 8197329 5556 2119.21

35 242314 8197347 5537 2124.19

36 242301 8197366 5528 827.49 1255.85 5.5

37 242286 8197367 5524 1280.76

38 242269 8197382 5517 1262.49

39 242255 8197389 5503 1463.39

40 242234 8197400 5483 1619.46

41 242213 8197415 5482 905.53 1260.83 4.7

42 242203 8197422 5471 1360.45

43 242235 8197468 5432 1128.01

44 242231 8197479 5430 1094.80

45 242224 8197505 5421 1010.13

46 242210 8197522 5400 688.03 1073.22 6.2

47 242207 8197549 5393 1005.15

48 242205 8197557 5385 1003.49

49 242201 8197579 5372 1028.39

50 242195 8197595 5355 1011.79

51 242187 8197615 5345 820.85 1099.78 6.6

52 242185 8197623 5331 704.63 1053.30

130

Perfil L10 X Longitud

Y Latitud

Z Altura

CO2 Ambiente (ppm)

CO2 Suelo (ppm)

T (°C)

53 242167 8197638 5328

1020.09

54 242162 8197647 5316

1026.73

55 242155 8197655 5304

976.92

56 242136 8197670 5291 724.56 981.90 4.6

57 242196 8197707 5283 1023.41

58 242094 8197704 5277 918.81

59 242067 8197716 5271 873.98

60 242068 8197721 5257 2351.65

61 242040 8197741 5223 799.27 1737.34 4.4

62 242035 8197729 5216 1194.42

63 242018 8197754 5217 1249.21

64 241998 8197769 5216 1033.37

65 242012 8197790 5215 1078.20

66 242000 8197807 5211 804.25 1006.81 5.6

67 241985 8197816 5186 857.38

68 241966 8197817 5173 932.09

69 241936 8197834 5151 922.13

70 241930 8197842 5144 930.43

71 241934 8197886 5141 696.33 923.79 6.7

72 241894 8197848 5125 890.59

73 241876 8197843 5113 882.28

74 241857 8197843 5104 872.32

75 241851 8197847 5086 847.42

76 241825 8197872 5052 678.07 845.76 7.5

77 241818 8197881 5040 832.48

78 241787 8197905 5029 870.66

79 241801 8197923 5034 834.14

131

Perfil L10 X Longitud

Y Latitud

Z Altura

CO2 Ambiente (ppm)

CO2 Suelo (ppm)

T (°C)

80 241781 8197944 5024 827.49

81 241761 8197968 5012 671.43 830.82 8.5

82 241742 8197986 5000 859.04

83 241737 8197988 4991 824.17

84 241715 8197999 4974 932.09

85 241701 8198008 4953 912.17

86 241692 8198014 4944 671.43 867.34 8.6

87 241682 8198037 4938 912.17

88 241650 8198060 4931 854.06

89 241650 8198055 4910 862.36

90 241639 8198065 4892 737.84

91 241627 8198080 4880 704.63 762.74 9.9

92 241594 8198088 4879 766.06

93 241590 8198112 4874 779.35

94 241571 8198128 4863 771.04

95 241548 8198132 4853 787.65

96 241507 8198129 4838 629.92 774.36 10.0

97 241525 8198148 4820 766.06

98 241514 8198166 4824 751.12

99 241492 8198192 4815 756.10

100 241488 8198205 4800 719.57

101 241459 8198219 4777 629.92 699.65 10.8

132

Anexo 4. Tabla de datos recopilados en la medición de CO2: Perfil L11.

Perfil L11 X Longitud

Y Latitud

Z Altura

CO2 Ambiente (ppm)

CO2 Suelo (ppm)

T (°C)

1 242532 8196332 5672

1156.23 -0.6

2 242545 8196337 5672

1159.56

3 242554 8196342 5670 1172.84

4 242565 8196337 5672 1167.86

5 242575 8196333 5675 1179.48 1164.54

6 242584 8196334 5680 1172.84 5.0

7 242595 8196336 5690

1189.44

8 242599 8196330 5693

1186.12

9 242608 8196322 5701

1197.74

10 242613 8196321 5709

1264.15

11 242625 8196314 5702

1604.52 0.2

12 242638 8196296 5710

1941.56

13 242637 8196298 5684

1843.60

14 242642 8196276 5704

1418.56

15 242642 8196267 5706

1445.13 0.3

16 242642 8196263 5706

757.76

17 242661 8196264 5710

1790.47

18 242683 8196252 5707

2061.10

19 242696 8196253 5711

2849.74

20 242707 8196251 5715

2708.62 1.5

21 242716 8196257 5710

2877.97

22 242733 8196258 5715

2308.48

23 242747 8196260 5712

1604.52

24 242757 8196260 5721

1827.00 1.2

25 242777 8196261 5722

1206.04

133

Perfil L11 X Longitud

Y Latitud

Z Altura

CO2 Ambiente (ppm)

CO2 Suelo (ppm)

T (°C)

26 242794 8196251 5715

1654.33

27 242818 8196237 5711

1247.55

28 242843 8196231 5710

1483.31

29 242873 8196222 5711 2052.80

30 242905 8196225 5712 1828.66 2.0

31 242934 8196235 5706 3721.40

32 242960 8196228 5760 1541.42

33 242986 8196224 5701 1783.83

34 243030 8196234 5695 1662.63 -5.0

35 243039 8196238 5692 1471.69

36 243054 8196239 5693 1491.62

37 243081 8196235 5696 1895.07

38 243115 8196256 5692 1206.04 1262.49 0.9

39 243106 8196290 5698 1561.35 1.4

40 243123 8196329 5716 2434.67

41 243133 8196331 5710 1499.92

42 243161 8196370 5713 1285.74

43 243199 8196484 5743 1289.06

44 243182 8196590 5738 1239.25 2.2

45 243109 8196678 5734 1239.25

46 243048 8196754 5724 1322.26

47 243017 8196787 5726 1040.01 1305.66

48 242971 8196802 5722

1239.25

49 242928 8196805 5718

1272.46 1.7

50 242888 8196813 5713

1355.47

51 242866 8196817 5720 1521.50

52 242832 8196819 5704 1023.41 1239.25

134

Perfil L11 X Longitud

Y Latitud

Z Altura

CO2 Ambiente (ppm)

CO2 Suelo (ppm)

T (°C)

53 242792 8196825 5702 1305.66

54 242740 8196814 5702 1056.62 1239.25 1.9

55 242686 8196786 5700 1255.85

56 242665 8196764 5694 1073.22 1239.25

57 242642 8196747 5695 1355.47

58 242612 8196692 5694 1305.66 3.0

59 242578 8196655 5683 1206.04

60 242554 8196600 5684 1239.25

61 242533 8196568 5670 1239.25

62 242526 8196534 5677 1355.47 3.4

63 242519 8196471 5682 1056.62 957.00

64 242525 8196420 5675 1239.25

65 242533 8196391 5675 1206.04

66 242537 8196359 5670 1239.25

67 242535 8196331 5672 1056.62 1172.84 3.8

135

Anexo 4. Tabla de datos recopilados en la medición de CO2: Perfil L12.

Perfil L12 X

Longitud

Y

Latitud

Z

Altura

CO2 Ambiente

(ppm)

CO2 Suelo

(ppm)

T

(°C)

1 244011 8193421 4105 1026.73 1040.01 10.5

2 244031 8193435 4102 1146.27

3 244049 8193442 4100 1159.56

4 244068 8193450 4098 1144.61

5 244088 8193466 4105 1098.12

6 244109 8193465 4099 794.29 1103.10 9.7

7 244125 8193478 4104 1166.20

8 244147 8193477 4107 1144.61

9 244158 8193480 4105 1098.12

10 244184 8193491 4108 1005.15

11 244203 8193494 4108 837.46 1073.22 10.6

12 244224 8193497 4106 1078.20

13 244234 8193506 4113 1041.67

14 244258 8193515 4103 1109.75

15 244281 8193528 4110 1206.04

16 244298 8193537 4112 857.38 1144.61 6.8

17 244319 8193532 4113 1162.88

18 244338 8193548 4111 1159.56

19 244349 8193566 4111 1113.07

20 244367 8193570 4117 1152.91

21 244385 8193579 4111 857.38 1156.23 9.7

22 244416 8193580 4112 1128.01

23 244430 8193584 4110

1069.90

24 244453 8193595 4112

1068.24

25 244466 8193604 4112 1073.22

26 244480 8193620 4110 827.49 1089.82 11.5

27 244495 8193634 4111 1083.18

136

Perfil L12 X Longitud

Y Latitud

Z Altura

CO2 Ambiente (ppm)

CO2 Suelo (ppm)

T (°C)

27 244495 8193634 4111 1083.18

28 244510 8193649 4109 1088.16

29 244522 8193664 4112 1235.93

30 244544 8193669 4112 1156.23

31 244569 8193681 4115 820.85 1237.59 10.1

32 244587 8193686 4106 1192.76

33 244602 8193693 4108 1172.84

34 244620 8193702 4109 1199.40

35 244640 8193709 4111 1159.56

36 244659 8193719 4112 829.15 1206.04 9.3

37 244687 8193716 4107 990.20

38 244700 8193730 4113 1056.62

39 244722 8193738 4112 1073.22

40 244736 8193755 4116 1144.61

41 244755 8193762 4119 822.51 1189.44 10.6

42 244785 8193774 4114 1104.77

43 244803 8193783 4116 1136.31

44 244823 8193791 4116 1089.82

45 244843 8193798 4116 1064.92

46 244860 8193805 4121 827.49 1073.22 11.3

47 244881 8193817 4117 1093.14

48 244901 8193825 4120 1053.30

49 244919 8193835 4116 1036.69

50 244934 8193849 4117 1113.07

51 244947 8193862 4120 832.48 980.24 10.7

52 244963 8193878 4114 1063.26

53 244978 8193893 4119 1083.18

137

Perfil L12 X Longitud

Y Latitud

Z Altura

CO2 Ambiente (ppm)

CO2 Suelo (ppm)

T (°C)

54 244944 8193907 4118 995.19

55 245012 8193920 4118 1119.71

56 245029 8193929 4118 785.99 1040.01 8.6

57 245049 8193939 4117 1162.88

58 245073 8193950 4118 1139.63

59 245086 8193962 4117 1116.39

60 245104 8193976 4118 1147.93

61 245125 8193989 4116 820.85 1000.17 9.6

62 245136 8194005 4117 966.96

63 245154 8194020 4116 947.04

64 245164 8194036 4115 973.60

65 245182 8194050 4114 907.19

66 245197 8194063 4115 613.32 960.32 9.8

67 245212 8194077 4118 907.19

68 245228 8194093 4116 970.28

69 245245 8194108 4118 1164.54

70 245264 8194117 4117 1128.01

71 245285 8194127 4118 785.99 1144.61 10.3

72 245306 8194138 4117 1141.29

73 245322 8194152 4118 1136.31

74 245343 8194158 4117 1186.12

75 245363 8194166 4119 1194.42

76 245379 8194170 4123 804.25 1151.25 9.5

77 244011 8193421 4105 1026.73 1040.01 10.5

78 244031 8193435 4102 1146.27

79 244049 8193442 4100 1159.56

80 244068 8193450 4098

1144.61

138

ANEXO 5. Ficha tecnica del GAS CHECK

139

ANEXO 6. Guia sobre gases volcanicos CO2

GUIA SOBRE GASES VOLCANICOS

Dióxido de carbono (CO2) Propiedades El dióxido de carbono es un gas incoloro e inodoro. En no inflamable y químicamente no reactivo (Sax y Lewis, 1989). El CO2 es 1.5 veces más pesado que el aire (su densidad es de 1.80 g L¯¹ a 25°C y 1 atm (Lide, 2003) y si se emite despaciosamente, corre hacia abajo y puede acumularse en elevaciones bajas. Las concentraciones de CO2 en penachos volcánicos diluidos pueden variar desde 1 ppm hasta cientos de ppm por encima del antecedente troposférico de ~ 350ppm (T.Elías, pers. comm.; Oppenheimer et al., 1998), y el gas tiene una persistencia en la atmósfera baja de aproximadamente 4 años (Brimblecombe, 1996). Debido a los altos niveles de CO2 requeridos para causar daño, las concentraciones de CO2 se expresan frecuentemente, en contraste con otros gases, como un porcentaje del gas en el aire por volumen (1% = 10,000 ppmv). Efectos de la exposición El dióxido de carbono (CO2) es un gas tóxico en altas concentraciones, así como también asfixiante (debido a la reducción de oxígeno). Solamente en altas concentraciones produce irritación en los ojos, nariz y garganta. Los umbrales de concentración para efectos a la salud se detallan en la tabla siguiente.

Efectos a la exposición respiratoria de dióxido de carbono (Baxter, 2000; Faivre-Pierret y Le Guern, 1983 y refs.; NIOSH, 1981)

Límites de exposición (% en aire)

Efectos sobre la salud

2 – 3 Imperceptible en reposo, pero en actividad marcada falta de aliento

3 Respiración se hace notoriamente más profunda y más frecuente durante el

reposo

3 – 5 Aceleramiento del ritmo respiratorio. Repetida exposición provoca dolor de

cabeza

5 Respiración se hace extremadamente dificultosa dolores de cabeza,

transpiración y pulso irregular

7.5 Respiración acelerada, promedio cardíaco aumentado, dolor de cabeza,

transpiración, mareos, falta de aliento, debilidad muscular, pérdida de habilidades mentales, somnolencia y zumbido auricular

140

8 - 15 Dolor de cabeza, vértigo, vómitos, pérdida de conciencia y posible muerte si el paciente no recibe oxígeno inmediatamente

10 Agotamiento respiratorio avanza rápidamente con pérdida de conciencia en 10

– 15 minutos

15 Concentración letal, la exposición por encima de este nivel es intolerable

25 + Convulsiones y rápida pérdida de conciencia luego de unas pocas aspiraciones. Si

se mantiene el nivel, deviene la muerte

Lineamientos existentes Las máscaras de gas pueden no resultar efectivas para protegerse de concentraciones altas de CO2, debido a la falta de oxígeno. Por lo tanto, se recomienda la evacuación inmediata de las zonas de trabajo o habitacionales cuando las concentraciones exceden 1.5% por volumen (el límite del valor de la exposición ocupacional por tiempo corto). No existen guías ambientales para CO2. Se ofrece una guía ocupacional de concentraciones de CO2.

Guía ocupacional para CO2. (Concentraciones de 1%= 10000 ppm)

País/ Institución

Nivel %

Nivel mg3¯³

Tiempo promedio

Tipo de guía

Fecha de implementación

Ley relevante

Notas Ref.

EU 0.5 9000 8horas TWA

OEL Comisión Directiva 91/322

a

UK 1.5 274000 15 min. MEL ILV b

0.5 9150 8 horas TWA

MEL ILV b

USA 3 540000 15 min. STEL 2003 NIOSH c

>0.5 9000 8 horas TWA

PEL Regulación OSHA (Standard -29 CFR)

1 d

0.5 9000 10 horas TWA

PEL 2003 NIOSH C

1 ppm por volumen a 25° y 760 torr.

a. http://europa.eu.int/comm/employment_social/health_safety/docs/oels_en.pdf b. HSE, 2002. Occupational Exposure Limits 2002, HSE Books, Sudbury. c. NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards (NPG). http://www.cdc.gov/niosh/npg/npg.html d. OSHA Standards Website Ejemplos volcánicos e incidentes

Las descargas de dióxido de carbón (CO2) durante erupciones y por las chimeneas, por el suelo y por los flujos de lava pueden resultar peligrosas cuando las concentraciones son muy altas y el gas es atrapado cerca de la superficie. Las emisiones son más peligrosas cuando se acumulan en espacios confinados tales como depresiones topográficas

141

naturales, excavaciones y pozos, o sótanos y alacenas; Le Guern et al., (1982) sugieren que sitios localizados debajo de antiguas fisuras son particularmente de alto riesgo. Se han reportado muertes debido a un aumento de concentración de CO2 en Vestmannaeyjar en Heimaey (durante la erupción del Eldfell en 1973); Vulcano, Italia; Monte Mammoth, USA y Nyragongo, DR Congo, entre otros (ver tabla). Los tres eventos que resaltan en la lista de muertes CO2 son las explosiones de gas en Lago Nyos y Lago Manoun, Cameroon, y la nube de gas en Dieng. Aunque las dos explosiones de gas en los lagos se citan con frecuencia en la literatura sobre volcanes, se piensa que su inicio no está relacionado con la actividad volcánica en ese momento. La erupción freática en la Planicie Dieng, Indonesia en 1979, fue la peor tragedia relacionada con el CO2, no asociada con los cambios en el lago. Esta erupción liberó una nube de CO2 que cubrió a ~142 aldeanos que trataban de escapar del área y cobró más vidas cuando trataron de rescatar sus cuerpos. Los gases muestreados en la fisura activa poco después, mostraron concentraciones de CO2 de 98-99% (Le Guern et al., 1982). La erupción del Vesubio, Italia, del 18 de Abril de 1906, también relaciona los decesos con la emanación de CO2: Perret (1924) registró que CO2 debido a la erupción produjo un aire “casi irrespirable” y, junto con las cenizas finas, le adjudica la causa de muerte de una persona de 19 años que había padecido bronquitis poco antes. El gas caído en las grandes hondonadas en el lado oeste de Concepción, Costa Rica durante su actividad eruptiva de 1986 produjo irritación en la garganta y mareos cuya causa se adjudicó tentativamente al CO2 (Smithonian Institution, 1986). En Indonesia, se informó acerca de nubes de CO2 flotando colina abajo del volcán Tangkubanparahu, produciendo algunas muertes en niños (Le Guern et al., 1982). Las emisiones de CO2 en el suelo son particularmente peligrosas, ya que a menudo hay poca alerta sobre sus concentraciones:

Nyragongo, DR Congo: Durante la erupción de 2002, las mediciones de concentración de CO2 en algunos lugares varió desde 20-30% hasta 99%, mucho más arriba de las concentraciones letales. Estas emanaciones desde el suelo fueron llamadas mazuku o “vientos endiablados” por la población local y bolsas de gas alcanzaron alturas de hasta 40 metros. Durante el año anterior a la erupción, emanaciones de CO2 del suelo en Goma y región del Lago Kivi fueron probablemente la causa de una cantidad de muertes (Baxter y Ancia, 2002).

Vulcano, Italia: Durante los 80’s las emisiones de CO2 fueron causantes de muertes ocasionales de animales (conejos, cabras) y de dos niños (Baubron et al., 1990). En 1988 mediciones de CO2 en Vulcano – un área densamente poblada durante el verano -, revelaron que las concentraciones en el suelo y en los manantiales de agua cercanos al volcán fueron suficientemente altas como para producir la muerte, y en algunas localidades las emisiones fueron de casi el 100%. Las máximas concentraciones fueron encontradas en un campamento y después de la información de estos datos a las autoridades locales, se prohibió acampar cerca del cono. Las emisiones de gas CO2 de la tierra ponen en riesgo a trabajadores y habitantes de las áreas volcánicas y geotérmicas, debido a su difusión en lugares cerrados:

Monte Mammoth, USA: una cantidad de casos de semi asfixia fueron reportados por gente que ingresaba a pequeñas cabinas cubiertas de nieve en el área del Monte Mammoth (Farrar et al., 1995; Sorey et al., 1998) y la muerte de un esquiador a campo traviesa en un pozo de nieve en 1998 pudo haber sido causado por asfixia (Hill, 2000). Las mediciones de la concentración de CO2 tomadas en el pozo dos días después de descubierto el cuerpo fueron de 70%. Concentraciones letales también se encontraron en una cabaña y una cueva

142

cerca del Lago Horseshoe en la montaña, y como consecuencia en un campamento en el área se canceló su uso nocturno /Farrar et al., 1995).

Volcán Kilauea, Hawai: Mediciones en los canales de lava de la cumbre muestran concentraciones de hasta 1%, muy por encima del Standard ocupacional TWA, y los espeleólogos informaron sobre confusión mental y agotamiento mientras mapeaban dichos canales. Las mediciones de CO2 realizadas a la entrada de una cueva sísmica ubicada justo debajo de la superficie fueron tan altas como de 0.5% (USGS; Hawaiian Observatory, dato no publicado).

Furnas, Azores: En la Caldera de Furnas, los niveles de CO2 medidos a nivel del suelo variaron entre el fondo (<1.5%) hasta el 100%. Cerca de un tercio de las casas en el poblado de Furnas, localizado en la caldera, se situaban en áreas con suelos de elevada desgasificación de CO2 en 1993. Espacios cerrados, sin ventilación y algunas casas contenían niveles de CO2 que podían causar asfixia y las observaciones realizadas sugerían que podían ocurrir fugas grandes y potencialmente letales de CO2, repentinamente (Baxter et al., 1999).

Rotorua, Nueva Zelandia: Se encontraron altos niveles de CO2 en edificios de Rotorua, que está localizada en un área geotérmica activa. Aquí, la concentración a puertas cerradas puede alcanzar el 2%, y cerca de las áreas de expulsión, 15% (Durand & Scott, 2003).

Distrito Volcánico de Alban Hills, Italia: Se han asociado las elevadas concentraciones de CO2 con la muerte de por lo menos 10 personas en la región italiana central del Lacio durante los últimos 20 años (Beaubien et al., 2003). La asfixia de 29 vacas por CO2, en un área altamente poblada cerca de Roma, en septiembre de 1999 motivó la realización de estudios de gas proveniente del suelo, para examinar la distribución de los riesgos a la salud locales. (Beaubien et al., 2003; Carapezza et al., 2003). Los estudios demostraron que las concentraciones de CO2 a 1.5 metro de altura por encima del suelo en un área habitacional en el lado noroeste de Alban Hills excedía episódicamente el umbral ocupacional de 0.5%. A 0.75 metro de altura, sobrepasaba frecuentemente era de 0.3 – 0.5% (Carapezza et al., 2003), sugiriendo un aumento de peligro para los niños.

Incidentes de mortalidad y morbilidad asociados a emisiones volcánicas de CO2

Volcán Fecha Morbi/mortalidad Más detalles Ref.

Vesubio 18/04/1906 1 muerte

Joven con historial de bronquitis reciente. Efecto probablemente combinado con el de cenizas

Perret, 1924

Nyamuragira (Kituro)

1948? 1 herido

Los vulcanólogos lo extrajeron inconsciente de un cráter de 2 metros de profundidad

Le Guern et al., (1982)

Heimaey, Vestmannaeyjar,

Islandia

23/01/1973 1 muerto

5,200-5,300 personas evacuadas debido riesgo por lava y CO2

Thorarinsson, 1979

Dieng, Indonesia 20/02/1979 ~149 muertos, 1000 heridos

Gente alcanzada por una nube de gas en el camino

Cronin et al. 2002; SEAN

04:02

Lago Monoun, Cameroon

16/08/1984 37 muertos 1 herido

Fuga en el lago. Habitantes de la zona

Sigurdsson et al., 1987

143

fueron evacuados

Lago Nyos, Cameroon

21/08/1986 1,746 muertos >845 heridos

Fuga en el lago. 4,430 personas escaparon

Othman- Chande, 1987

Vulcano, Italia 1980’s 2 muertos Ambos fueron Niños

Baubron et al., 1990

Montaña Mammoth, USA

Marzo 1990

1 herido

Un guardabosque experimento severos síntomas de asfixia por altas concentraciones de CO2

por desgasificación del suelo

Sorey et al. 1998

Rabaul, Papúa, Nueva Guinea

24/06/1990 6 muertos (no erupción) Itikarai y Stewart, 1993

Akkoda, Japon 12/07/1997

3 muertos Algunas

hospitalizaciones

Las bajas fueron miembros del ejército japonés (no hubo erupción)

Hayakawa, 1999

Montaña Mammoth, USA

24/05/1998 1 muerto

Esquiador a campo abierto, en un pozo de nieve

Hill, 2000

Distrito volcánico

de Alban Hills, Italia

Diciembre de 2000

1 muerto

Anciano asfixiado por CO2 por haber caído en un pozo abandonado

Beaubien et al., 2003,

Carapezza et al., 2003

Nyiragongo, DR Congo

Enero 2002

2 heridos Dos mujeres limpiando una iglesia, se desmayaron debido a la acumulación de CO2 después de una erupción

BGVN 27:04