Software para monitorear volcanes se prueba en el Ruiz
1985, año de luto para el país, cerca de 26.000 personas muertas, más de 20.000 damnificados y heridos e incalculables pérdidas económicas deja la erupción del volcán Nevado del Ruiz que se produjo silenciosamente a las 11:30 de la noche el día 13 de noviembre.
Armero, una de las ciudades más importantes del norte del departamento del Tolima, se fundió en el lodo. A ella se sumaron las poblaciones de Chinchiná (Caldas), Guarinocito, Anzoátegui, Guayabal, Honda, Lérida, Líbano, Mariquita, Murillo, Cambao, Santuario y Santa Isabel.
Este grave desastre natural puso en evidencia que el país no estaba preparado para este tipo de catástrofes, primero porque no había ningún ente nacional monitoreando la actividad volcánica del territorio con el fin de que se emitiera una alerta a tiempo y de este modo se previnieran tantas muertes, y segundo, porque los servicios de socorro tampoco dimensionaron hasta ese momento una tragedia de tal magnitud, lo que ocasionó que no tuvieran las herramientas para reaccionar rápidamente.
Tras la tragedia
Luego de esta calamidad, el Gobierno vio la importancia y la necesidad de hacer un seguimiento diario a los volcanes colombianos, por lo cual creó el Observatorio Vulcanológico y Sismológico de Colombia, dividido en tres regiones: Manizales, Pasto y Popayán.
Actualmente, el Observatorio Vulcanológico y Sismológico de Manizales (OVSM) tiene a su cargo la vigilancia de la región centro, que incluye a los departamentos de Caldas, Risaralda, Quindío, Norte de Antioquia, Norte del Tolima y Norte del Valle del Cauca.
Para este trabajo, se ha hecho necesario un número considerable de personal que se encarga de monitorear las 24 horas del día las señales que envían las estaciones dispuestas en cada uno de los volcanes. Esta supervisión la realizan por medio de un sismógrafo (tambor con papel ahumado en el que una aguja registra la señal que recibe) y un sistema digital en el cual un servidor almacena todos los datos de cada una de las estaciones por separado.
Los datos son analizados visualmente por estudiantes de Geología con el fin de etiquetar cada evento. Un color diferente indica el tipo de sismo –hay once clases en total–, que se denominan así: Tectónico Locales (TL),Tremores (TR), de Largo Periodo (LP), Volcano Tectónicos (VT), Avalanchas (AV), Sismos Distantes (DS), Sismos Híbridos (HB), Sismos de Hielo (IC), Sismos Regionales (RE), Relámpagos (RY) y Tornillos (TO).
La metodología que actualmente utilizan los sismólogos tiene varios inconvenientes: la gran carga de trabajo que se maneja, ya que constantemente deben clasificar y almacenar la información recibida; el crecimiento constante de la base de datos donde se guardan los eventos que registra cada estación, que omiten si varias entregan datos sobre el mismo evento, así como errores en la lectura de las señales, que se pueden presentar por desconocimiento del evento o por omisión entre los cambios de turno.
Un software, la solución
Uno de los métodos que ayuda a procesar grandes cantidades de datos y a interpretar con mayor certeza los resultados es el Reconocimiento de patrones y su área de sistemas de clasificación múltiple, aplicado también en casos de identificación de rostros, bioseñales o clasificación de imágenes hiperespectrales.
Mediante este tipo de técnicas, el investigador de la UN en Manizales Mauricio Orozco Alzate, en compañía de John Makario Londoño Bonilla, sismólogo del OVSM, el profesor holandés Robert Duin y de dos estudiantes de Ingeniería Electrónica, desarrolló un prototipo de sistema de reconocimiento automático basado en clasificadores múltiples. Este novedoso software no tiene antecedentes y con él se pretende que la sistematización de los datos entregados por las estaciones del volcán Nevado del Ruiz dejen de realizarse manualmente., se obtengan con un solo resultado –producto de la combinación de dichos datos– y que no se omita información o se cometan imprecisiones en la interpretación de la misma.
Según el profesor Orozco, “con los Sistemas Múltiples de Clasificación para la Identificación Automática de Sismos Volcánicos en el Complejo Cerro Machín – Cerro Bravo, y mediante los principios estadísticos del reconocimiento de patrones, se podrá automatizar la clasificación de los sismos y aprovechar la multiplicidad de los datos que ofrecen cada una de las estaciones, logrando que la clasificación sea mucho más confiable y objetiva”.
Las estaciones del Nevado
El primer paso para la elaboración de este prototipo fue la elección de tres de las doce estaciones del Nevado, con el fin de analizar sus señales, conocidas como Alfombrales, Bis y Tolda Fría.
Luego fueron creados tres algoritmos (clasificadores), uno por cada estación, entrenados para que al momento de recibir los datos identifiquen los eventos sísmicos que más se registran: VT, LP y TR. Finalmente, mediante las reglas de combinación (forma por medio de la cual se juntan las decisiones de cada clasificador) se obtiene una sola decisión, lo que arroja el resultado final: la identificación automática de la clase a la que pertenece el evento sísmico. Las reglas de combinación se aplican bajo el supuesto de que, en general, una decisión conjunta es más confiable que aquellas tomadas individualmente.
De igual forma, Orozco Alzate expresó: “En esta primera etapa para el desarrollo del prototipo solo elegimos un volcán, tres estaciones y tres clasificadores, puesto que queríamos ver si la hipótesis que teníamos funcionaba, pero la ventaja que ofrece el sistema es que a futuro se pueden incluir todas las estaciones y ampliar el espectro de los clasificadores, así como trasladarlo a otros volcanes, lo que solo requiere de un reentrenamiento del sistema”.
De este proyecto se espera entregar un prototipo del software que se implemente dentro del monitoreo diario de la actividad sismológica del volcán Nevado del Ruiz y que su impacto llegue a ser nacional, mediante el uso del sistema en los otros observatorios con los que cuenta el país.
