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Nuestra "montaña que humea", el volcán Popocatépetl, está despierta y exhalando. Y de todas las señales que parecieran anticipar un episodio eruptivo, la ceniza ha ganado su lugar en el ranking de los productos volcánicos de mayor distribución y las consecuencias, según investigadores, podrían ser severas.

Cortes en el suministro eléctrico, agua contaminada, bloqueos en tuberías, accidentes de tránsito, daños en equipos de calefacción y computadoras y hasta en carreteras o pistas aéreas podrían ocurrir a consecuencia de la caída de cenizas volcánicas.

Quienes lo afirman, saben de lo que hablan; un equipo conformado por investigadores de las Universidades de Canterbury y Massey, en Nueva Zelanda, y la University College London, en Reino Unido, viajó durante 15 años alrededor del mundo en busca de volcanes activos, parecidos al Popo, hasta identificar una serie de impactos comunes derivados de la caída de ceniza.

En su artículo “Volcanic ash impacts on critical infrastructure”, publicado en la revista Physics and Chemistry of the Earth en 2011, reportan los resultados de montañas de Nueva Zelanda, Estados Unidos, Japón, Filipinas, Chile, Alaska, Italia, Ecuador y Guatemala, entre otros.

No pasaron por México y, sin embargo, los científicos asumen que los impactos en cierta infraestructura pueden ser similares en la mayoría de las zonas próximas a los volcanes humeantes. De manera que, en la coyuntura del volcán mexicano, cabría preguntarles: "¿qué nos espera?"

Estudiando al enemigo

La actividad del Popocatépetl ha obligado al Sistema Nacional de Protección Civil a activar el nivel de alerta volcánica en Amarillo Fase 3 y, con ello, a aumentar las precauciones ante posibles daños a las ciudades más cercanas.

La problemática aumenta cuando se desconoce el tipo de daños que podrían generar las cenizas. Y para responderlo, el grupo de investigadores de Nueva Zelanda y el Reino Unido, en conjunto con el programa Auckland Engineering Lifelines, analizó el impacto de estos polvos volcánicos en lo que llaman: infraestructura crítica.

El proyecto Auckland Engineering Lifelines (con sede en Nueva Zelanda) ha estudiado la vulnerabilidad de la infraestructura crítica ante diversos eventos naturales.

La infraestructura crítica se refiere a servicios que forman parte esencial dentro del funcionamiento de una sociedad, como: generación, transmisión y distribución de electricidad; telecomunicaciones; producción y distribución de comida; suministro de agua; aguas residuales; sistemas de transporte; producción y distribución de combustibles; y calefacción.

“Nuestro grupo ha utilizado un modelo de investigación que incluye viajes de reconocimiento a las zonas afectadas por las erupciones volcánicas en varias regiones del mundo, y pruebas empíricas de laboratorio de los componentes de la infraestructura crítica”, dice su artículo.

Después de realizar pruebas de campo, observaciones, reuniones y entrevistas con administradores y personal de mantenimiento de las instalaciones dañadas, los investigadores agruparon los impactos en cinco rubros: redes eléctricas, suministro de agua, redes de aguas residuales y alcantarillado, redes de transporte, redes de telecomunicación, y componentes críticos (calefacción, computadoras).

Según sus resultados, los principales impactos ocasionados por la caída de ceniza volcánica están relacionados con la composición de estas partículas y dos efectos que se derivan de ella: la abrasión y la corrosión.

Al estar compuesta de roca convertida en polvo y de micro cristales de minerales como el silicato, los fragmentos duros y con alta angularidad de las cenizas en movimiento (al ser transportadas por el viento) provocan un efecto abrasivo en las superficies de la corteza terrestre, es decir, las rozan, desgastan y erosionan.

Por otro lado, aunque la composición puede variar de volcán a volcán, algunos estudios coinciden en que los elementos más frecuentes en las cenizas son sales solubles como el sulfato y el cloruro, los cuales, al contacto con algunos materiales, provocan una oxidación acelerada que los desgasta y los deteriora, lo que se conoce como efecto corrosivo.

El recuento de los daños

De acuerdo con sus hallazgos, el principal impacto en las redes eléctricas está relacionado con cortes en el suministro eléctrico debido a descargas eléctricas en la superficie de los aisladores eléctricos, es decir, aquellos materiales que soportan el flujo eléctrico.

Esto sucede, explican, porque la ceniza volcánica recién expulsada (revestida por sales solubles) se comporta como un material conductor que recubre a los aisladores.

También destacan los impactos en la calidad del agua como consecuencia de la composición de la ceniza. De hecho, estudios anteriores han encontrado hasta 55 componentes solubles en lixiviados (escurrimientos o filtraciones de líquido) de ceniza volcánica. Y el fluoruro ha sido el principal componente tóxico hallado en grandes concentraciones.

En el rubro de agua residual y drenaje, las cenizas pueden infiltrarse en estas estructuras y bloquear la tubería, esto puede causar un desgaste en los motores de las bombas en plantas de tratamiento. Además, en el drenaje se puede formar una masa muy difícil de remover.

Cuando la ceniza se encuentra en suspensión en el aire, esta puede bloquear la luz solar y reducir la visibilidad casi por completo, un problema que afecta principalmente las redes de transporte (carreteras, aeropuertos, vehículos y aeronaves, vías férreas), según detallan los investigadores.

En las carreteras, por ejemplo, las partículas de ceniza fresca pueden afectar la tracción (pérdida de adherencia de las ruedas) de los vehículos, con desenlaces muchas veces trágicos.

La investigación también explora los impactos en 101 aeropuertos tras la erupción de 46 volcanes en distintas regiones del mundo en un periodo de casi 50 años. Los hallazgos muestran que la mínima acumulación de ceniza volcánica ha propiciado el cierre de los aeropuertos, pues la superficie de las pistas sufre daños por el efecto abrasivo de estas partículas de origen volcánico.

Otro de los rubros impactados son las telecomunicaciones. La consecuencia más frecuente es el debilitamiento de la señal de emisión. El equipo infiere que esto ocurre debido a la gran concentración de partículas cargadas eléctricamente durante la caída de ceniza, aunque la idea es solo una hipótesis.

Además, si la acumulación de partículas de cenizas es considerable, los cables, mástiles, antenas y torres, pueden colapsar por el peso acumulado. Inclusive, si estos equipos también permanecen un tiempo prolongado bajo la caída de ceniza, la corrosión comenzará a afectar su desempeño.

Durante la actividad eruptiva del volcán, algunas sales son absorbidas por ácidos que más tarde se adhieren a la superficie de las partículas de cenizas. En este proceso se puede generar lluvia ácida.

Por último, el artículo explica los impactos en bienes materiales de los que usualmente dependen varios sectores en la sociedad (principalmente en el ámbito laboral), como es el caso de las computadoras, la calefacción y el aire acondicionado.

El problema más común con el sistema de ventilación, explican, es el bloqueo de las entradas de aire. Los filtros con los que muchos de estos aparatos cuentan, pueden obstruirse con partículas volcánicas, pues no están diseñados para lidiar con la cantidad de volumen que una caída de ceniza implica.

Con las computadoras, el impacto se registra cuando las partículas logran filtrarse por los sistemas de ventilación hasta penetrar en el interior de las computadoras. Una vez invadido el sistema, las cenizas pueden tener efectos abrasivos en algunos componentes internos, o inclusive dañar el sistema de ventilación de los ordenadores, bloqueándolo.

El Popo y sus “besos” de ceniza

En México, tanto el Instituto de Geofísica de la UNAM como el Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares han analizado la ceniza emitida por el Popocatépetl en varias ocasiones y saben datos generales de su composición: desde fracciones cristalinas compuestas por piroxeno y óxido de sílice, cuarzo (micro cristales de minerales) y roca volcánica hasta cantidades mínimas de azufre, manganeso, cobre, zinc y plomo en partículas suspendidas.

Sin embargo, no existe información sobre los daños que tal composición específica podría provocar en la infraestructura crítica de las zonas más cercanas a la montaña e incluso en ciudades más alejadas.

El estudio neozelandés apunta que a pesar de que la composición de la ceniza puede variar de volcán a volcán, los daños en infraestructuras son similares en la mayoría de las zonas próximas a los volcanes.

De acuerdo con Guillermo Espinosa, investigador del IFUNAM y con experiencia en el campo de la espectrometría gamma para analizar componentes radiológicos en cenizas, la vulnerabilidad mexicana a consecuencia de las cenizas tiene que ver con varios de los rubros que describe el equipo extranjero.

En el IFUNAM se realizan análisis de espectrometría gamma para determinar la presencia de componentes radiológicos en las cenizas volcánicas.

“La acumulación de cenizas en alcantarillas y drenajes puede provocar la obstrucción de los sistemas de desagüe. Como hemos visto, varios estudios han demostrado que las cenizas volcánicas son abrasivas y corrosivas, por lo que al contacto, interactúan directamente con el cableado eléctrico y las antenas (tanto de recepción como de transmisión), dañando los sistemas”.

Además de problemas de infraestructura, Espinosa apunta uno más: el daño al sistema respiratorio de los seres vivos. “Al ingresar las micropartículas de cenizas en el sistema, estas dañan directamente la mucosidad en la nariz, las zonas húmedas de laringe y faringe, y los alvéolos pulmonares. Es recomendable el uso de filtros respiratorios, en zonas abiertas”, advierte.

Y agrega: “La magnitud del daño es directamente proporcional a la cantidad de cenizas emitidas por los volcanes en las zonas periféricas, y la densidad poblacional de estas”.

Esto significa que mientras más cenizas arroje el volcán, las zonas más pobladas y con mayor infrastructura (como Puebla y Cholula, en Puebla; Cuautla en Morelos; o Chalco y Chimalhuacán en el Estado de México) podrían presentar un escenario muy similar al descrito en el artículo.

Prevenir para no lamentar

A pesar del meticuloso trabajo de los científicos apoyados por el Consejo Regional de Auckland, Nueva Zelanda, y de haber logrado el primer compilado de información de daños por cenizas de distintas regiones, ellos mismos asumen limitantes para proponer estrategias generales de mitigación y prevención.

Para ello, proponen estudiar los efectos de la caída de ceniza desde un enfoque integral que permita identificar las interrelaciones entre los componentes de la infraestructura crítica.

“Una comprensión de cada componente o interfaces de la zona de impacto y su conexión con los demás es fundamental para abordar los problemas reales y así elaborar estrategias de mitigación para reducir la vulnerabilidad de la infraestructura”, advierten.

Se requiere un elemento más para lograr evitar impactos: ciencia. Conocer a cabalidad la composición de las cenizas de cada región, sus propiedades y sus efectos abrasivo y corrosivo, permitiría proporcionar en el futuro información precisa sobre cualquier tipo de ceniza y cualquier tipo de impacto e, incluso, predecir su intensidad, “desde molestias menores hasta destrucción total”, concluyen los autores.