Lectura de la cepa K con calor: Cómo FLIR T865 convierte la actividad volcánica en datos medibles
Recopilación técnica del estudio de caso de trabajo de campo y análisis de datos utilizando la cámara termográfica T865 y una lente IR de 6° de 70 mm
Las imágenes radiométricas o térmicas de infrarrojos que miden la temperatura absoluta son una de las herramientas de detección remota más potentes disponibles para los observatorios volcánicos. A diferencia de las cámaras visuales estándar, convierte el calor en datos cuantitativos, lo que lo hace ideal para detectar cambios sutiles que a menudo preceden a erupciones o cambios en el comportamiento de desgasificación.
Los sensores radiométricos miden los valores de temperatura a nivel de píxel, no solo el brillo relativo. Esto permite a observatorios volcánicos como USGS, Hawaiian Volcano Observatory o INGV crear conjuntos de datos de series temporales de comportamiento térmico en ventilaciones, fisuras y estructuras de columnas.
La FLIR T865 se ha probado sobre el terreno para recopilar datos cuantificables de los episodios de erupción periódica del volcán Kilauea dentro del Parque Nacional de los Volcanes de Hawai de EE. UU.
Los conjuntos de datos recopilados pueden continuar las medidas de apoyo de: sistemas de previsión de erupciones y detección de advertencias tempranas, cuantificación de desgasificación y dinámica de columnas, seguimiento del flujo de lava y mapeo de peligros, seguridad pública y gestión de riesgos, potencial aprovechamiento de componentes para una integración multipropósito/multiplataforma para una variedad de aplicaciones gestionadas colectivamente.
Lo que realmente capturan las imágenes radiométricas puede equivaler a valiosos conjuntos de datos para científicos y observatorios volcánicos, junto con la mitigación de peligros y funcionarios de seguridad encargados de gestionar el sitio durante una erupción.
La generación de imágenes radiométricas transforma la supervisión de volcanes a partir de la observación cualitativa e inteligencia térmica cuantitativa. Admite una detección de erupciones más temprana con un análisis de desgasificación más preciso, junto con capacidades de mapeo de peligros en tiempo real que son imágenes térmicas de IR basadas en datos que se pueden utilizar para decisiones de gestión de seguridad pública.
Cuando se integra con sistemas UAS, sensores de gas y modelos de IA, se convierte en una tecnología fundamental para observatorios volcánicos de próxima generación y marcos de mitigación de peligros.
En el Parque Nacional de los Volcanes de Hawái, esperamos tomar imágenes aéreas para complementar el USGS y el HVO con sensores de imagen RGB (rojo, verde, azul) de alta resolución y mediciones de IR (infrarrojos) con una cámara térmica T865 y una lente de IR especializada [f=70 mm (6°)] capaz de tomar imágenes térmicas/mediciones precisas que van desde -20 °C ~ 500 °C en general con capacidad de zoom, dependiendo de las condiciones atmosféricas. Hay dos rangos para la cámara termográfica: -20 °C ~ 150 °C y 0 °C ~ 500 °C.
La cámara termográfica FLIR T865 es un instrumento de inspección sin contacto diseñado para la evaluación segura y eficiente de equipos eléctricos y mecánicos críticos en entornos de servicios públicos y fabricación. Su bloque óptico giratorio de 180° permite a los operadores realizar inspecciones con mayor comodidad y accesibilidad en ubicaciones difíciles.
Equipada con capacidades avanzadas, la cámara proporciona mediciones de temperatura de alta precisión de hasta -40 °C, con niveles de precisión de hasta ±1 °C o ±1 %. Las funciones adicionales, como la mejora de contraste de 1-Touch Level/Span y el enfoque automático asistido por láser, garantizan una claridad de imagen uniforme y un análisis térmico fiable.
La T-865 también se puede combinar con una lente de campo de visión doble Flex View de FLIR, lo que permite a los usuarios cambiar instantáneamente entre los modos de escaneo de área amplia y teleobjetivo para una mayor flexibilidad operativa. Como alternativa, se puede utilizar una lente de infrarrojos con campo de visión de 6° para inspeccionar objetivos pequeños desde distancias ampliadas.
La cámara termográfica FLIR T865 incorpora un sistema de enfoque automático asistido por láser diseñado para mejorar la precisión de la adquisición de objetivos y el rendimiento de enfoque durante las inspecciones térmicas.
La cámara funciona dentro del rango espectral LWIR de infrarrojos de onda larga de aproximadamente 7,5-14 μm, donde las condiciones atmosféricas pueden influir significativamente en la precisión de la medición radiométrica.
En particular, los niveles elevados de humedad introducen una incertidumbre de medición sustancial debido a las características de absorción y emisión del vapor de agua atmosférica.
La humedad presente en el aire absorbe una parte de la radiación infrarroja emitida por el objeto objetivo antes de que llegue al detector, lo que da como resultado temperaturas objetivo aparentes reducidas, especialmente en distancias extendidas.
Simultáneamente, el vapor de agua atmosférica emite radiación infrarroja que aporta energía térmica adicional a la señal del detector, lo que puede distorsionar los valores de temperatura calculados si los parámetros de compensación atmosférica no están configurados correctamente.
La alta humedad también puede reducir el contraste térmico, degradar la claridad de la imagen y disminuir la visibilidad de las anomalías térmicas. Estos efectos se vuelven cada vez más significativos a medida que aumenta la distancia de medición, lo que amplifica el error radiométrico.
En consecuencia, las mediciones termográficas precisas de largo alcance requieren una cuidadosa consideración de los parámetros ambientales, incluida la humedad relativa, la temperatura ambiente, la distancia al objetivo, la temperatura aparente reflejada y la emisividad del objetivo, para garantizar un análisis térmico fiable y la interpretación de los datos.
La actual erupción episódica de la cumbre en Kilauea ha proporcionado a los volcanólogos uno de los ejemplos más claros y modernos de ciclos de precursores repetitivos de fuentes de lava jamás documentados en un volcán basáltico de ventilación abierta.
La secuencia de erupción, que comenzó en diciembre de 2024 dentro del cráter de Halema-uma-u, se caracteriza por periodos alternos de silencio, inflación, acumulación de gas y descarga rápida de alta generación.
Inmediatamente antes de un episodio de fuente de lava, el Observatorio de Volcanes de Hawái observa constantemente varias señales precursoras.
El precursor geofísico más importante es el rápido inflado de la cumbre, registrado por medidores de inclinación alrededor de la caldera. Durante los períodos de reposo, el magma sigue subiendo y acumulándose debajo del depósito de la cumbre, lo que provoca una deformación exterior medible del edificio volcánico.
A medida que aumenta la presión magma, el temblor volcánico de bajo nivel se intensifica y la sismicidad poco profunda suele aumentar debajo de Halema-uma-u.
Otro precursor de alto diagnóstico es el inicio de salpicaduras de bajo nivel o fuentes de cúpula en una o ambas ventilaciones eruptivas. De horas a días antes de que comiencen las principales fuentes de lava, los observadores suelen documentar desbordamientos de lava débiles, ráfagas intermitentes de salpicaduras, resplandor incandescente de ventilación y pequeños impulsos de fuente.
Estos representan la llegada más temprana de un magma cada vez más rico en gas al sistema de conductos poco profundos. HVO señala repetidamente que estos eventos precursores de bajo nivel pueden continuar durante muchas horas antes de la transición a fuentes sostenidas a cientos de metros de altura.
La plataforma termográfica FLIR T865 equipada con el teleobjetivo de infrarrojos opcional f = 70 mm de 6° representa un sistema de detección radiométrica de largo alcance de alta resolución capaz de soportar investigaciones térmicas cuantitativas en entornos industriales, geotérmicos y volcanológicos.
La cámara integra un detector microbolómetro no refrigerado de 640 × 480 con un paso de píxel de 12 μm y está diseñada específicamente para la termografía de precisión en aplicaciones que requieren observación térmica de larga distancia y medición radiométrica.
El teleobjetivo opcional de 6° × 4,5° aumenta sustancialmente la resolución espacial a largas distancias de separación al estrechar el campo de visión y concentrar el IFOV de campo de visión instantáneo del detector en un área objetivo más pequeña.
Por lo tanto, la configuración de teleobjetivo de campo estrecho representa una compensación entre la ampliación espacial y la cobertura situacional.
Las lentes de gran angular estándar suministradas con la plataforma T-865 proporcionan una conciencia situacional térmica más amplia adecuada para la supervisión general y los estudios de corto alcance, mientras que la lente de 70 mm y 6° está optimizada para la orientación térmica de alta resolución a distancias extendidas.
Esta capacidad es particularmente ventajosa para operaciones de supervisión volcánica peligrosas donde se requieren distancias de seguridad para mitigar la exposición a eyecta balística, gases volcánicos, terreno inestable y flujo de calor radiante elevado.
Cuando se integra con conjuntos de datos complementarios que incluyen sismedad, mediciones de flujo de gas, supervisión de deformaciones, observaciones infrasonoras, mapeo térmico UAS y detección remota satelital, la FLIR T865 equipada con el teleobjetivo de 70 mm puede contribuir sustancialmente a la evaluación multidisciplinar de peligros volcánicos, caracterización de erupciones, inspección de infraestructura geotérmica y adquisición de inteligencia térmica de largo alcance.
La termografía radiométrica continua utilizando sistemas de infrarrojos de largo alcance como la cámara termográfica FLIR T865 equipada con lentes teleobjetivo radiométricas proporciona un método eficaz para documentar cuantitativamente estas rápidas fluctuaciones morfológicas casi en tiempo real.
El marco de supervisión volcánica ideal aprovecha varios componentes de forma colectiva.
Para este flujo de trabajo operativo de supervisión del flujo de lava, los científicos y los funcionarios de seguridad aprovechan múltiples estrategias probadas, que combinan la configuración de la cámara, la calibración radiométrica, la implementación sobre el terreno y la interpretación de datos.
La T865 se utiliza mejor como estación de supervisión radiométrica fija y repetible en lugar de solo como cámara de mano.
Su detector IR de 640 × 480, rango espectral de 7,5 a 14 μm, capacidad de grabación radiométrica y lentes de campo estrecho opcionales lo hacen adecuado para documentar márgenes de lava activos, avance frontal de flujo, erupciones, tubos de lava, formación de costras y patrones de refrigeración posteriores a la fuente.
Los conjuntos de datos térmicos radiométricos permiten medir las temperaturas de las paredes de ventilación, la intensidad térmica de la fuente, la propagación del flujo de lava, la acumulación de salpicaduras, el desarrollo de rupturas térmicas y la migración espacial de las vías de desgasificación, al tiempo que permiten la comparación con conjuntos de datos sísmicos, de deformación, emisión de gas y supervisión infrasónica.
El uso de la termografía de alta resolución es especialmente valioso en condiciones de visibilidad limitada causadas por la oscuridad, emisiones de gas volcánico, cenizas o vapor condensado, donde las observaciones ópticas convencionales pueden verse significativamente afectadas.
Para el seguimiento del flujo de lava, coloque la cámara en un trípode estable en un mirador seguro con una vista clara del suelo del cráter o del campo de flujo.
Utilice la lente de 6° o 14° para frentes y ventilaciones de flujo distantes, y una lente más ancha para un contexto más amplio.
En K.lauea, un “episodio” no significa una erupción completamente separada. La erupción continua de la cumbre se comporta en ciclos: recarga de magma y gas debajo de la cumbre, acumulación de presión, inicio de fuentes de lava y desinflado del sistema a medida que se libera el magma. Cuando la fuente disminuye, la cumbre comienza a inflarse nuevamente a medida que se desarrolla el siguiente ciclo.
Para el momento de este estudio de campo, esa secuencia se había repetido docenas de veces. Por lo tanto, los episodios 40, 44 y 45 ofrecían tres instantáneas de la misma erupción en evolución, y una oportunidad para comparar cómo aparecían los cambios en la altura, duración, salida de lava y comportamiento de ventilación de la fuente en el registro térmico.
Las termografías, junto con las fotografías y vídeos asociados recopilados utilizando la T865, respaldan las investigaciones en curso sobre las variaciones en las alturas de las fuentes de lava y la dinámica de los fluidos de lava durante los episodios activos de fumigación de lava que se producen dentro del cráter Halema sumau en Kilauea.
El episodio n.o 40 de la erupción en la cumbre de Kilauea tuvo lugar el 12 de enero de 2026 y representó un evento importante de generación de lava dentro de la secuencia eruptiva episódica actual en Halema-uma-u.
Las fuentes de lava sostenidas comenzaron durante las horas de la mañana y continuaron hasta aproximadamente 1804 HST, produciendo un episodio eruptivo que duró casi 10 horas.
La erupción estuvo dominada por la actividad en la ventilación norte, que generó fuentes de lava sostenidas que alcanzaban aproximadamente 250 m (820 pies) por encima de la ventilación.
Las observaciones indican que aproximadamente el 60 % del suelo del cráter fue resurgido por lava fresca durante el episodio, lo que demuestra el volumen sustancial de magma erupcionado a pesar de las alturas moderadas de la fuente en relación con otros eventos de la secuencia.
El episodio n.o 44 de la erupción en la cumbre de Kilauea comenzó a las 11:10 hST del 9 de abril de 2026 y concluyó a las 19:41 hST del mismo día, lo que produjo una duración total de la erupción de aproximadamente 8 horas y 31 minutos.
La actividad eruptiva durante el episodio 44 estaba dominada por la ventilación norte, que generaba fuentes de lava sostenidas que alcanzaban una altura máxima de aproximadamente 240 m (800 pies) por encima de la ventilación.
La actividad efectiva asociada con el episodio 44 produjo aproximadamente 5,8 × 106 m3 de lava y resurgió aproximadamente el 50 % del suelo del cráter Halema-uma-u.
El análisis realizado por el Observatorio de Volcanes de Hawái indicó que la erupción alcanzó tasas máximas de derrame cercanas a 390 m3 s−1 cerca de 1230 HST, mientras que la tasa media de descarga durante la erupción fue de aproximadamente 189 m3 s−1.
Estos valores demuestran que se puede mantener una salida eruptiva significativa incluso durante episodios caracterizados por alturas de fuente relativamente moderadas.
El episodio 45 de la erupción en curso de la cumbre de Kilauea tuvo lugar el 23 de abril de 2026 y representó un evento de generación de lava de intensidad moderada dentro de la secuencia más amplia de actividad eruptiva episódica que se produjo en Halema rúumau.
La actividad eruptiva sostenida continuó durante aproximadamente 8,5 horas antes de concluir a las 10:01 HST, después de lo cual los datos de supervisión indicaron un regreso a niveles más bajos de disturbios.
Fuentes de lava sostenidas desde la ventilación norte generaron alturas generalmente inferiores a 300 m (1000 pies), con una altura máxima documentada de aproximadamente 265 m (870 pies).
La fuente alimentaba una amplia red de flujos de lava canalizados que se propagaban hacia el norte desde la ventilación antes de ramificarse a través de grandes porciones del suelo del cráter Halema rumauu.
Las observaciones posteriores a la erupción revelaron un sistema de transporte de lava bien desarrollado que distribuyó la lava en todo el sector oriental del cráter y, en última instancia, resurgió aproximadamente el 50 % del suelo del cráter con lava recién emplazada.
Las evaluaciones cuantitativas indican que el episodio 45 produjo un volumen de lava erupcionado de aproximadamente 5,2 × 106 m3 (6,8 × 106 yd3).
Estos valores demuestran que las alturas relativamente moderadas de la fuente pueden asociarse a volúmenes eruptivos sustanciales cuando se mantienen durante períodos prolongados.
En primer lugar, me gustaría reconocer al Sr. Rickard Lindvall y al Sr. Hans Skutberg por su apoyo continuo de Teledyne FLIR en Suiza.
Sin embargo, son esfuerzos coordinados para respaldar las capacidades de trabajo de campo del diseño de investigación, el proyecto simplemente no habría sido posible.
Gracias al equipo de gestión impulsado por Teledyne FLIR, que aprovecha la creatividad en soluciones científicas viables que están resolviendo problemas del mundo real hoy en día con tecnologías emergentes, los diversos aspectos dinámicos de nuestro entorno pueden ser más fáciles de investigar y comprender.
El uso de la FLIR T-865 en la erupción de Kilauea fue una de las piezas de equipo más reveladoras y los datos resultantes fueron utilizados por el equipo de gestión del Parque Nacional de los Volcanes de Hawái y el funcionario de seguridad para sus respuestas continuas de seguridad pública y mitigación de peligros.
Además, me gustaría dar las gracias a Sierra McDaniel, coordinadora de investigación de campo del Parque Nacional de los Volcanes de Hawái, por su dedicación y determinación a los numerosos equipos de investigación y proyectos que tienen lugar dentro del territorio del parque nacional durante el ciclo de erupción de Kilauea en curso y el cierre del Gobierno de EE. UU. en 2025.
Como siempre, sigue siendo importante para mí agradecer a los volcanólogos y científicos atmosféricos su perspectiva neutra sobre estos artículos interdisciplinarios, ya que tanto OVSICORI-UNA como LAQAT-UNA han sido inestimables para la interpretación científica de los datos recopilados durante las campañas de trabajo de campo.
El artículo fue el resultado de un esfuerzo grupal coordinado de varios profesionales científicos y tecnológicos y es el rendimiento sinérgico lo que aprovecha las pasiones de las personas y saca lo mejor que todos tenemos para ofrecernos unos a otros.
