Estación de monitoreo en el Cofre de Perote
Especialistas desarrollan investigaciones sobre sismos, erupciones volcánicas, cambio climático y ciclones, entre otros temas
Claudia Peralta Vázquez Fotos: Luis Fernando Fernández Carrillo
A tres lustros de su creación, el Centro de Ciencias de la Tierra (CCT) es considerado un referente a nivel nacional, dado su nivel y capacidad de estudio sobre fenómenos naturales y antrópicos que pueden llegar a generar un importante impacto en diversas regiones del estado de Veracruz.
En el CCT, un grupo de especialistas diariamente se concentran en el desarrollo de investigaciones de sismos, erupciones volcánicas, deslizamientos superficiales de tierra, ciclones, fluctuaciones climáticas, fenómenos meteorológicos y su relación con la agricultura, disponibilidad del agua en cantidad y calidad, cuencas y la seguridad de los habitantes de la entidad veracruzana, entre otras.
Bajo la coordinación de Juan Cervantes Pérez, expertos en vulcanología, geología, geografía, sismología, ciencias sociales y estadística, trabajan en dichas líneas de investigación, así como en el manejo integral de cuencas, bioclimatología y contaminación.
Sin embargo, el CCT pretende continuar creciendo, toda vez que ya se han concretado pláticas con el Instituto de Astronomía de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), a fin de abrir una nueva línea de estudio y análisis sobre esta ciencia.
También se contempla anexar el tema de hidrogeología, dado que el agua es y seguirá siendo un recurso natural muy importante para la especie humana.
Geología y vulcanología
El Centro de Ciencias de la Tierra desarrolla las líneas de investigación Geología y Vulcanología, encabezadas por Katrin Sieron, vulcanóloga egresada de la UNAM.
La geología es la ciencia que estudia la composición y estructura interna de la Tierra y los procesos a través de los cuales ha ido evolucionando a lo largo del tiempo geológico, por lo que constituye la base fundamental para entender el carácter de varios tipos de peligros naturales.
Por esta razón, el CCT promueve dicha línea de investigación con la finalidad de generar conocimientos que permitan una mejor comprensión de los fenómenos de la litosfera en el sector oriental del país, y que a su vez aporten elementos que puedan ser utilizados en el bienestar y protección de la población.
Su labor se concentra en los procesos de remoción de masa, caracterización y estimación del peligro dentro del territorio veracruzano. Actualmente se realizan proyectos interdisciplinarios en colaboración con el Instituto de Ecología (Inecol).
El estudio de los volcanes, de sus estructuras, depósitos, origen y el peligro relacionado con su actividad, no solamente es de interés científico sino también es cuestión de la seguridad de la población.
En el estado de Veracruz existe vulcanismo activo en las zonas centro y sur. El conocimiento detallado de los volcanes respecto a su historia eruptiva, estilos de erupción, distribución espacial y caracterización de las fuentes de magma, entre otras, provee información necesaria para estimar el peligro asociado a la actividad volcánica.
Las nuevas tecnologías, como los modelos computacionales y la simulación de los diferentes fenómenos volcánicos, es una parte importante de esta rama de investigación.
Además del estudio del vulcanismo activo en la entidad veracruzana, complementado con aquel que va más allá de los límites estatales, el CCT apoyará al entendimiento de los mecanismos que controlan dichos fenómenos a lo largo de Cinturón Volcánico Transmexicano y proveerá información valiosa para la comunidad científica.
Proyectos de investigación recientes incluyen la elaboración de mapas de susceptibilidad y peligro del Volcán San Martín y del campo volcánico Los Tuxtlas; el fechamiento de productos volcánicos con métodos alternativos como el paleomagnetismo, en colaboración con la UNAM-Juriquilla; así como estudios del Cinturón Volcánico Transmexicano, con apoyo del Instituto de Geofísica de la UNAM.
Actualmente se establecen lazos internacionales a través del intercambio de estudiantes de Francia y Alemania, así como una posterior colaboración.
Por otra parte, desde 1998 se ha monitoreado el Pico de Orizaba a partir de la colocación de sensores y se ha comprobado que no hay peligro eminente. Uno de los retos es hacer ejercicios tomográficos para detectar la cámara magmática del volcán.
Para ahondar más en el tema, Francisco Córdoba Montiel, responsable de la Red Sísmica de Veracruz (RSV), dio a conocer que ante la idea de tener un monitoreo efectivo de la sismicidad en el estado, actualmente se cuenta con seis estaciones que conforman la RSV, integradas al Servicio Sismológico Nacional (SSN) y ubicadas en la región norte, en el municipio de Tempoal, y al sur, en Uxpanapa. A estos equipos se suman dos estaciones que pertenecen al SSN, situadas en Laguna Verde y en Tuzandépetl.
Comentó que existen antecedentes históricos importantes como el sismo de 1920, cerca de Xalapa; el de 1973, en Orizaba; y el de 1959, en Jáltipan.
Por acuerdo entre la UNAM y la UV, la Red Sísmica de Veracruz se enlaza a la Red Nacional del Servicio Sismológico.
En la actualidad, el Centro de Ciencias de la Tierra no sólo recibe señal de las ocho estaciones existentes en el estado, sino que además capta información de otras entidades como Hidalgo, Tamaulipas, Puebla, Oaxaca y Chiapas.
“Los sismos no reconocen fronteras, nos podrían impactar tal y como sucedió en décadas anteriores, no ocurren directamente en Veracruz pero causan estragos importantes.”
Córdoba Montiel apuntó que los sismos se derivan de cuestiones tectónicas. En la costa de Guerrero ocurre la subducción de la placa de Cocos debajo de la de Norteamérica. “Aunque es la fuente de sismos en el país y los reflectores de los sismólogos estén hacia las costas del Pacífico, no se descartan eventos importantes de este lado”.
En Veracruz, dijo, normalmente existen reportes provenientes del sur del estado, pero son eventos muy profundos a más de 100 kilómetros, lo cual implica distancia y por lo mismo se atenúan.
“En la entidad no necesitamos sismos grandes para que causen estragos. Los dos más dañinos en la República Mexicana, después del registrado en 1985 en México, D.F., son el de Xalapa en 1920 y el de Orizaba en 1973.”
Detalló que en la región de Los Tuxtlas, en la planicie costera de Veracruz, mediante ejercicios tomográficos se ha visto que tiene espesores de sedimentos alrededor de los 16 kilómetros, lo cual implica terreno blando y amplifican las señales sísmicas.
La ventaja de la zona sur es que no tiembla frecuentemente, sin embargo hay ciertas condiciones que se deben evaluar. “En Veracruz hay peligro, la regla básica es que donde tembló una vez puede temblar otra vez”.
En la República Mexicana, las entidades donde se registran más eventos de este tipo son: Guerrero, Oaxaca y Baja California.
Observatorio del Agua para el Estado de Veracruz
El Observatorio del Agua para el Estado de Veracruz “Agua, Bosques, Cuencas y Costas”, centra su labor académica de construcción de conocimientos, formación de recursos humanos y transferencia de saberes, en un laboratorio para el diseño y aplicación de metodologías interdisciplinarias en el marco de la gestión y manejo integrado de cuencas, cuyos objetos de estudio son concebidos como sistemas complejos.
María del Socorro Menchaca Dávila, encargada de esta línea, ha desarrollado proyectos que se ubican en la microcuenca del río Pixquiac y atienden problemáticas relativas a los efectos del factor antrópico en los servicios ambientales de bosques y cuencas hidrológicas.
Sus actividades también se basan en la medición del índice de escasez del agua; percepción local relacionada con el seguimiento y evaluación de políticas públicas, tales como disponibilidad del agua en cuanto a calidad y cantidad, cultura del agua; valor económico del recurso hídrico y pago por servicios ambientales, entre otras.
Los resultados de los proyectos indican que el agua está siendo contaminada significativamente, por ello se desarrollan dos metodologías para su aplicación. La primera, permite medir el riesgo del factor antrópico y natural, el cual condiciona las causas de la contaminación en las fuentes naturales de agua, así como su implicación en la vulnerabilidad relativa a la salud de la población en términos de exposición y susceptibilidad.
La otra, se centra en la medición de la disponibilidad de agua en cantidad y calidad, y los usos consuntivos para la gestión y manejo integral del recurso hídrico en la microcuenca del río Pixquiac.
Sus principales ríos son el Pixquiac, Agüita Fría, Xocoyolapan y Atopa. Esta cuenca trasciende los límites políticos y atraviesa los municipios de Perote, Acajete, Las Vigas, Tlalnelhuayocan y Coatepec. Es una de las fuentes de abasto de agua para la ciudad de Xalapa y el municipio de Coatepec.
Aspecto del glaciar Jamapa, en el Pico de Orizaba
Ingeniería de riesgos naturales
La finalidad de la ingeniería de riesgos naturales es contar con evaluaciones probabilistas de riesgo ante amenazas naturales, considerando las características de vulnerabilidad de la región, área urbana o las estructuras por analizar.
Las amenazas naturales estudiadas por esta área, encabezada por Gilbert Torres Morales, son principalmente sismos, inundaciones, huracanes, además de deslizamientos y derrumbes (provocados por sismos y lluvia intensa). También se analiza la vulnerabilidad de todo tipo de estructuras u obras de ingeniería.
La identificación de las amenazas que pueden afectar una región, municipio o área urbana, constituye uno de los primeros pasos en el análisis de riesgos. El conocimiento de las condiciones regionales de ocurrencia, así como las características reportadas sobre eventos históricos, proveen una primera idea del potencial de los fenómenos que perjudican una región y permiten conocer, de manera preliminar y aproximada, los periodos de retorno.
La delimitación de las características dinámicas de los suelos, profundidad al estrato resistente, hidrografía, hidrología, topografía, etc., en las áreas donde se identifican las amenazas, es un paso muy importante en la evaluación del riesgo.
Una ténica que condensa las características más importantes en la zona de estudio es la microzonificación, además de que permite identificar intensidades para cada fenómeno natural y estandarizar esta información para el posterior análisis de la vulnerabilidad y el riesgo.
Los avances actuales en el desarrollo y presentación de la información geográfica y georreferenciada permiten adelantos importantes en la visualización y entendimiento de las amenazas y de los eventos que las generan.
El manejo de esta información por medio de capas en los Sistemas de Información Geográfica (SIG) permite la automatización de los procesos de cálculo de riesgo, así como una visualización ambiciosa y comunicación simple y ágil de resultados. Sin embargo, el cálculo de las capas de amenaza generalmente recae en programas especializados que no necesariamente son parte de los SIG.
Gilbert Torres, responsable del CA en consolidación Ingeniería Sísmica y Estructural, actualmente lleva a cabo el proyecto “Microzonificación de peligros geológicos e hidrometeorológicos para las zonas conurbadas de las ciudades de Orizaba, Veracruz y las principales localidades ubicadas en las subcuencas La Antigua y Jamapa”, con fondos mixtos del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt) y el gobierno del Estado de Veracruz.
Impactos locales y regionales del cambio global
El planeta Tierra funciona de manera sistémica y orgánica, los componentes de los sistemas interactúan en escalas temporales y espaciales diferentes, están sujetos a cambios abruptos generados por el hombre y la naturaleza; los impactos tienen lugar en el globo, en un continente, en una región y hasta en una superficie muy pequeña, es por ello que el cambio global es un reto de investigación, de apropiación y de comunicación en el siglo XXI.
El calentamiento del sistema climático es parte del cambio global, el clima se verá alterado significativamente en el presente siglo como resultado del aumento de concentraciones de gases de efecto invernadero (GEI).
Uno de los propósitos del CCT es insertar al estado de Veracruz en las redes internacionales de estudio, vigilancia y prevención de fenómenos hidrometeorológicos, lo que le permitirá posicionarlo como un líder en capacidades sobre cambio climático tanto técnicas como científicas, a nivel nacional e internacional, y fortalecer a los grupos de investigación sobre dicho tema en la entidad veracruzana.
El coordinador de esta línea, Carlos M. Welsh, trabaja en los siguientes proyectos: monitoreo atmosférico del glaciar Jamapa, Pico de Orizaba; monitoreo atmosférico del Cofre de Perote; inventario de emisiones de GEI de Tamaulipas, y Reunión Nacional de la Red de Desastres Asociados a Fenómenos Hidrometeorológicos y Climáticos (Redesclim).
En el primero, la UV y la Universidad de Texas evalúan las posibles causas que han incidido en la reducción del área del glaciar. Se estableció una red de sensores micro-meteorológicos en la zona del glaciar para observar los fenómenos que impactan directamente en él; por otro lado, con métodos indirectos se evalúan los efectos potenciales de la reducción del glaciar en la cuenca a diferentes altitudes.
El segundo proyecto tiene como propósito evaluar los dos sitios de mayor altura del estado de Veracruz; con la misma base tecnológica que se usa en el glaciar se evalúan variables meteorológicas en el Cofre de Perote con la idea de observar los efectos potenciales de fenómenos de mediana escala y variabilidad climática, así como poder relacionar una posible correlación entre situaciones de meso-escala entre ambas montañas.
El tercero está bajo la coordinación de la consultora Global and Local Ideas y con la dirección del BID se desarrolló el inventario de GEI 2010-2014 para el Gobierno de Tamaulipas como una herramienta para el diseño, preparación y elaboración de estrategias de política pública.
Por último, para el cuarto proyecto el Conacyt ha propiciado la creación y establecimiento de redes temáticas que contribuyan a atender problemáticas nacionales bajo un esquema de trabajo en red, en ese sentido la Redesclim tiene presencia en todo el país y ha construido un plan de acción para entender, atender y actuar ante esta clase de fenómenos.
Cabe destacar que la reunión nacional de 2015 de la Redesclim se llevará a cabo la primera quincena de octubre en la UV, y el grupo de trabajo será responsable local de las sesiones de trabajo.
Bioclimatología y contaminación atmosférica
La bioclimatología se encarga de estudiar las relaciones entre los seres vivos y el clima, en una relación bidireccional, esto es, las afectaciones del clima sobre los seres vivos y viceversa.
En el estado de Veracruz, al igual que en el resto del país, los efectos de los seres vivos sobre el clima es una condición que ha adquirido importancia debido a los cambios que se están dando en el corto plazo.
Por lo anterior, el objetivo es realizar investigaciones sobre el efecto del clima y sus elementos en los seres vivos (humanos, vegetación y animales) a nivel local y regional, que permitan formar recursos humanos especializados en el área.
He ahí la importancia de la vinculación de estudiantes de programas educativos afines de nivel licenciatura (Ciencias Atmosféricas, Ingeniería Ambiental, Geografía, Biología y Ciencias Agrícolas) y posgrado (Especialidad en Diagnóstico y Gestión Ambiental), tanto de la UV como de otras instituciones nacionales o internacionales relacionados con el área, en los proyectos de investigación en el tema.
Por otra parte, es un hecho que la contaminación atmosférica tiene efectos importantes a nivel mundial, pero que inicia con actividades a nivel local. Ésta es una rama muy relacionada con la bioclimatología, como es el caso de la salud.
De esta forma, el objetivo es realizar investigaciones sobre causas y efectos de la contaminación atmosférica a nivel local, regional y nacional. Los retos de investigación a corto y mediano plazo recaen en los análisis combinados de cambios, efectos y medidas de mitigación y adaptación ante los fenómenos bioclimatológicos y de la contaminación atmosférica.
Geohidrología
La hidrología subterránea o geohidrología tiene como objetivo el conocimiento y la evaluación de los recursos hídricos existentes en el subsuelo, la posibilidad de su captación y su explotación en un contexto de gestión sostenible. Esto incluye el análisis del movimiento del agua, el conocimiento de sus propiedades y composición química, el estudio de su origen dentro del ciclo hidrológico, y la consideración de sus usos potenciales.
El conocimiento completo del ciclo hidrológico, en particular en su parte de agua subterránea, es una línea de investigación cada vez más necesaria, aun en un estado como Veracruz por donde escurre casi una tercera parte del agua superficial del país.
Como ejemplo de la importancia del desarrollo de esta línea de investigación, basta citar el hecho de que la zona conurbada Veracruz-Boca del Río obtiene un alto porcentaje del suministro del líquido a partir del agua subterránea.
Existen desde luego otras zonas y centros urbanos con situaciones un tanto similares a la zona mencionada. Independientemente de lo anterior, es un hecho que cada vez se generan más problemas de tipo social, político y económico entre municipios donde el suministro de agua proviene de manantiales (finalmente agua subterránea).
La interacción de esta línea con aquéllas interesadas en los fenómenos meteorológicos es indudable, considerando que entre las temporadas climáticas se tiene una de estiaje y muchas veces interaccionando casi en forma simultánea con una de lluvias.
Así, el conocimiento no sólo de la cantidad y calidad del agua subterránea, sino también su dinámica a través de los acuíferos, es de suma importancia para un manejo adecuado de este recurso renovable pero cada vez más limitado en su disposición.
Actualmente, el Centro de Ciencias de la Tierra participa en el proyecto: “Characterizing the sources for water supply in the central region of Veracruz”, apoyado por el Organismo Internacional de Energía Atómica y con la colaboración de los Institutos de Geofísica y Geología de la UNAM.