Lectura de la K arruinada en calor: Cómo FLIR T865 convierte la actividad volcánica en datos medibles
Compilación técnica del estudio de caso de trabajo de campo y análisis de datos con la cámara de imagen térmica T865 y la lente IR de 6° de 70 mm
Las imágenes radiométricas o las imágenes infrarrojas térmicas 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 los 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 ahora ha sido probada en campo para recopilar datos de cuantificación de los episodios periódicos de erupción del volcán Kilauea dentro del Parque Nacional de Volcanes de Hawái de EE. UU.
Los conjuntos de datos recopilados pueden continuar con las medidas de apoyo de: sistemas de pronóstico de erupciones y detección de advertencias tempranas, cuantificación de desgasificación y dinámica de columnas, seguimiento de 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 conjuntos de datos valiosos para científicos y observatorios volcánicos, junto con funcionarios de mitigación de peligros y seguridad encargados de gestionar el sitio durante una erupción.
Las imágenes radiométricas transforman el monitoreo de volcán a partir de la inteligencia térmica cuantitativa de observación cualitativa. Admite la detección temprana de erupciones con un análisis de desgasificación más preciso, junto con capacidades de mapeo de peligros en tiempo real que son imágenes térmicas 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 y marcos de mitigación de peligros de próxima generación.
En el Parque Nacional de Volcanes de Hawái, esperamos tomar imágenes aéreas para complementar el USGS y HVO con sensores de imagen RGB (rojo, verde, azul) de alta resolución y mediciones IR (infrarrojo) con una cámara térmica T865 y una lente IR especializada [f=70 mm (6°)] capaz de tomar imágenes/mediciones térmicas precisas que van de -20 °C ~ 500 °C en general con capacidad de zoom, según las condiciones atmosféricas. La cámara de imágenes térmicas tiene dos rangos: -20 °C ~ 150 °C y 0 °C ~ 500 °C.
La cámara de imágenes térmicas 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 mejorada en ubicaciones desafiantes.
Equipada con capacidades avanzadas, la cámara proporciona mediciones de temperatura altamente precisas de hasta -40 °C, con niveles de precisión de hasta ±1 °C o ±1 %. Las características adicionales, como la mejora de contraste de nivel/amplitud 1-Touch y el enfoque automático asistido por láser, garantizan una claridad de imagen uniforme y un análisis térmico confiable.
El T-865 también puede combinarse con una lente FOV de campo de visión doble FLIR Flex View, 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 infrarroja FOV de campo de visión de 6° para inspeccionar objetivos pequeños desde distancias extendidas.
La cámara de imágenes térmicas FLIR T865 incorpora un sistema de enfoque automático asistido por láser diseñado para mejorar la precisión de la adquisición de objetivos y mejorar el rendimiento de enfoque durante las inspecciones térmicas.
La cámara funciona dentro del rango espectral LWIR infrarrojo 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 atmosférico.
La humedad presente en el aire absorbe una porción de la radiación infrarroja emitida por el objeto objetivo antes de que llegue al detector, lo que resulta en temperaturas objetivo aparentes reducidas, especialmente a distancias extendidas.
Simultáneamente, el vapor de agua atmosférico emite radiación infrarroja que aporta energía térmica adicional a la señal del detector, lo que puede distorsionar potencialmente los valores de temperatura calculados si los parámetros de compensación atmosférica no están configurados correctamente.
La humedad alta 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 objetivo, la temperatura aparente reflejada y la emisividad objetivo, a fin de garantizar un análisis térmico confiable y la interpretación de los datos.
La erupción actual de la cumbre episódica en Kilauea ha proporcionado a los volcanólogos uno de los ejemplos modernos más claros de ciclos precursores repetitivos de fuentes de lava 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 períodos alternos de quiescencia, inflación, acumulación de gas y descarga rápida de alta fuente.
Inmediatamente antes de un episodio de obtención de fuentes de lava, el Observatorio de Volcanes de Hawái observa sistemáticamente varias señales precursoras.
El precursor geofísico más importante es la inflación rápida de la cumbre, registrada por los medidores de inclinación alrededor de la caldera. Durante los períodos de reposo, el magma continúa subiendo y acumulándose debajo del reservorio de la cumbre, causando una deformación externa medible del edificio volcánico.
A medida que aumenta la presión del magma, el temblor volcánico de bajo nivel se intensifica y la sísmica superficial suele aumentar debajo de Halema'uma'u.
Otro precursor altamente diagnóstico es la aparición de salpicaduras de bajo nivel o fuentes de domo en una o ambas ventilaciones eruptivas. Horas a días antes de que comiencen las principales fuentes de lava, los observadores con frecuencia documentan desbordamientos débiles de lava, ráfagas intermitentes de salpicaduras, brillo de ventilación incandescente y pequeños pulsos de fuente.
Representan la llegada más temprana de un magma cada vez más rico en gas al sistema de conductos poco profundos. HVO observa repetidamente que estos eventos precursores de bajo nivel pueden continuar durante muchas horas antes de la transición a fuentes sostenidas de cientos de metros de altura.
La plataforma de imágenes térmicas FLIR T865 equipada con el teleobjetivo infrarrojo opcional f = 70 mm 6° representa un sistema de detección radiométrica de largo alcance de alta resolución capaz de admitir investigaciones térmicas cuantitativas en entornos industriales, geotérmicos y volcanológicos.
La cámara integra un detector de microbolómetro no refrigerado de 640 × 480 con un paso de píxel de 12 μm y está diseñada específicamente para termografía de precisión en aplicaciones que requieren observación térmica de larga distancia y medición radiométrica.
El lente telefoto opcional de 6° × 4.5° aumenta sustancialmente la resolución espacial a largas distancias de separación al reducir el campo de visión y concentrar el IFOV instantáneo del campo de visión 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 gran angular estándar suministradas con la plataforma T-865 proporcionan un conocimiento de la situación térmica más amplio adecuado para el monitoreo general y las encuestas de rango cercano, mientras que la lente de 70 mm y 6° está optimizada para el direccionamiento térmico de alta resolución a distancias extendidas.
Esta capacidad es particularmente ventajosa para operaciones peligrosas de monitoreo volcánico donde se requieren distancias de separación seguras para mitigar la exposición a eyecta balístico, gases volcánicos, terreno inestable y flujo de calor radiante elevado.
Cuando se integra con conjuntos de datos complementarios que incluyen sismicidad, mediciones de flujo de gas, monitoreo de deformación, observaciones de infrasonido, mapeo térmico UAS y detección remota satelital, la FLIR T865 equipada con el teleobjetivo de 70 mm puede contribuir sustancialmente a la evaluación multidisciplinaria de peligros volcánicos, caracterización de erupciones, inspección de infraestructura geotérmica y adquisición de inteligencia térmica de largo alcance.
Las imágenes térmicas radiométricas continuas que utilizan sistemas infrarrojos de largo alcance, como la cámara térmica de imágenes FLIR T865 equipada con lentes radiométricos telefoto, proporcionan un método eficaz para documentar cuantitativamente estas rápidas fluctuaciones morfológicas casi en tiempo real.
El marco de monitoreo volcánico ideal aprovecha múltiples componentes en conjunto.
Para este flujo de trabajo operativo de monitoreo de flujo de lava, los científicos y los funcionarios de seguridad aprovechan múltiples estrategias comprobadas, que combinan la configuración de la cámara, la calibración radiométrica, la implementación en campo y la interpretación de datos.
La T865 se utiliza mejor como estación de monitoreo radiométrico fija y repetible en lugar de solo como cámara portátil.
Su detector IR de 640 × 480, rango espectral de 7,5–14 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 enfriamiento posteriores a la fuente.
Los conjuntos de datos térmicos radiométricos permiten la medición de 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 ruptura térmica y la migración espacial de vías de desgasificación, al tiempo que permiten la comparación con conjuntos de datos sísmicos, de deformación, emisión de gas y monitoreo infrasónico.
El uso de imágenes térmicas de alta resolución es particularmente valioso en condiciones de visibilidad limitada causadas por la oscuridad, las emisiones de gas volcánico, las cenizas o el 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 piso del cráter o del campo de flujo.
Utilice la lente de 6° o 14° para frentes y respiraderos de flujo distante, y una lente más ancha para un contexto más amplio.
En la K. arruinea, un “episodio” no significa una erupción completamente separada. La erupción de la cumbre en curso se comporta en ciclos: el magma y la recarga de gas debajo de la cumbre, la presión se acumula, comienza la fuente de lava y el sistema se desinfla 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.
Al momento de este estudio de campo, esa secuencia se había repetido docenas de veces. Por lo tanto, los episodios 40, 44 y 45 ofrecieron tres instantáneas de la misma erupción en evolución, y una oportunidad para comparar cómo aparecieron los cambios en la altura, la duración, la salida de lava y el comportamiento de ventilación de la fuente en el registro térmico.
Las imágenes térmicas, junto con las fotografías y los videos asociados recopilados con la T865, respaldan investigaciones continuas sobre variaciones en las alturas de las fuentes de lava y la dinámica de los fluidos de lava durante los episodios activos de fuentes de lava que se producen dentro del cráter Halemaʻumaʻu en Kilauea.
El episodio n.o 40 de la erupción de Kilauea en curso de la cumbre se produjo el 12 de enero de 2026 y representó un evento significativo de fuente de lava dentro de la secuencia episódica eruptiva actual en Halemaʻumaʻu.
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 alcanzaron aproximadamente 250 m (820 ft) por encima de la ventilación.
Las observaciones indican que aproximadamente el 60 % del suelo del cráter fue revestida 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 en la secuencia.
El episodio n.o 44 de la erupción de la cumbre en curso de Kilauea comenzó a las 1110 HST del 9 de abril de 2026 y concluyó el mismo día a las 1941 HST, lo que produjo una duración eruptiva total de aproximadamente 8 horas y 31 minutos.
La actividad eruptiva durante el Episodio 44 estuvo dominada por la ventilación norte, que generó fuentes de lava sostenidas que alcanzaron una altura máxima de aproximadamente 240 m (800 ft) por encima de la ventilación.
La actividad eficaz asociada con el Episodio 44 produjo aproximadamente 5.8 × 106 m3 de lava y resurgió aproximadamente el 50 % del piso del cráter de Halema'uma'u.
El análisis realizado por el Observatorio de Volcanes de Hawái indicó que la erupción alcanzó tasas de derrame pico que se aproximaron a 390 m3 s−1 cerca de 1230 HST, mientras que la tasa de descarga promedio durante toda 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 de la cumbre en curso de Kilauea se produjo el 23 de abril de 2026 y representó un evento fuente de lava de intensidad moderada dentro de la secuencia más amplia de actividad eruptiva episódica que se produjo en Halema'uma'u.
La actividad eruptiva sostenida continuó durante aproximadamente 8.5 horas antes de concluir a las 1001 HST, después de lo cual los datos de monitoreo indicaron un regreso a niveles más bajos de malestar.
Fuentes de lava sostenidas desde la ventilación norte generadas por alturas de fuente generalmente inferiores a 300 m (1000 ft), con una altura máxima documentada de aproximadamente 265 m (870 ft).
La fuente alimentaba una extensa red de flujos de lava canalizados que se propagaban hacia el norte desde la ventilación antes de ramificarse a través de grandes porciones del piso del cráter Halemaʻumaʻu.
Las observaciones posteriores a la erupción revelaron un sistema de transporte de lava bien desarrollado que distribuyó lava en todo el sector este del cráter y, en última instancia, resurgió aproximadamente el 50 % del piso del cráter con lava recién emplazada.
Las evaluaciones cuantitativas indican que el Episodio 45 produjo un volumen de lava erupcionada de aproximadamente 5.2 × 106 m3 (6.8 × 106 yd3).
Estos valores demuestran que las alturas relativamente moderadas de la fuente pueden asociarse con volúmenes eruptivos sustanciales cuando se mantienen durante períodos prolongados.
Con certeza ante todo, me gustaría reconocer al Sr. Rickard Lindvall y al Sr. Hans Skutberg por su apoyo continuo de Teledyne FLIR en Suiza.
Sin ellos, 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 con tecnologías emergentes, los diversos aspectos dinámicos de nuestro entorno pueden ser más fáciles de investigar y comprender.
El uso de FLIR T-865 en la erupción de Kilauea fue una de las piezas de equipo más perspicaces 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 agradecerle sinceramente a Sierra McDaniel, coordinadora de investigación de trabajo de campo del Parque Nacional de Volcanes de Hawái, por su dedicación y determinación a los muchos equipos de investigación y proyectos que se llevan a cabo dentro del territorio del parque nacional durante el ciclo de erupción de Kilauea en curso y el cierre del gobierno de los EE. UU. en 2025.
Como siempre, sigue siendo importante para mí agradecer a los volcanólogos y científicos atmosféricos por su perspectiva neutral sobre estos artículos interdisciplinarios, ya que tanto OVSICORI-UNA como LAQAT-UNA han sido invaluables 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 desempeño sinérgico lo que aprovecha las pasiones de las personas y hace surgir lo mejor que todos tenemos para ofrecernos mutuamente.
