Evidencia in situ de la agregación de ceniza volcánica durante la caída observada desde tierra y UAS

Por qué la ceniza que cae nos importa

Cuando un volcán entra en erupción, su ceniza no solo se desplaza como humo y se deposita tranquilamente. La manera en que esos diminutos granos se agrupan en el aire controla dónde aterriza la ceniza, cuán gruesa es la acumulación y quién o qué queda en su trayectoria. Este estudio en el volcán Sakurajima, en Japón, muestra, por primera vez combinando drones e instrumentos en tierra, cómo los granos de ceniza se reúnen rápidamente en clastos mayores incluso durante erupciones relativamente débiles y cotidianas, cambiando nuestra comprensión del riesgo volcánico y la calidad del aire.

Un volcán que erupciona casi todos los días

Sakurajima es un volcán constantemente inquieto que con frecuencia expulsa columnas de ceniza bajas que se elevan menos de dos kilómetros sobre el nivel del mar. Dado que estos eventos son modestos en comparación con espectaculares erupciones mayores, a menudo se consideran rutinarios. Sin embargo, envían ceniza fina y gruesa al cielo sobre comunidades cercanas casi a diario. Los investigadores se centraron en cuatro de estos eventos durante varios días, que abarcaron desde ventilaciones de ceniza suaves hasta estallidos explosivos leves, para ver cómo se comportaba la ceniza al viajar desde la boca, a través de la nube y hasta el suelo.

Vigilando la caída de la ceniza del cielo al suelo

Para seguir este trayecto, el equipo combinó una red de instrumentos en tierra con un sistema de dron personalizado. Cámaras a kilómetros de distancia midieron la altura y el movimiento de la columna. Más cerca del volcán, sensores ópticos en tierra registraron cuántas partículas llegaban cada minuto, su tamaño, su velocidad de caída e incluso si portaban carga eléctrica. Al mismo tiempo, un dron se mantuvo aproximadamente a 500 metros sobre el punto de despegue bajo la nube en deriva. Contadores a bordo midieron el número y tamaño de partículas muy finas en el aire, mientras que placas adhesivas recogieron granos de ceniza en pleno vuelo. Conciliar los tiempos de muestreo y modelos computacionales de las trayectorias de las partículas permitió a los científicos comparar lo que el dron observó en altura con lo que finalmente alcanzó la superficie.

Cómo los granos de ceniza se adhieren entre sí

Las muestras y las mediciones revelaron que los granos de ceniza suelen llegar no solo como partículas individuales sino también como agregados. En condiciones secas a ligeramente húmedas, los granos portaban cargas eléctricas que les ayudaban a atraerse entre sí, formando racimos flojos compuestos principalmente por ceniza fina que recubre o rodea piezas más grandes. En condiciones de lluvia, el agua desempeñó el papel dominante, reuniendo la ceniza en pelotas más compactas y en gotas de lluvia llenas de ceniza. En los cuatro eventos, la proporción de ceniza encontrada dentro de agregados fue consistentemente menor en las muestras del dron que en las de tierra, lo que muestra que muchos clastos se forman durante los últimos cientos de metros de descenso, no solo dentro de la nube principal.

Vías rápidas para la ceniza muy fina

Por sí solos, los diminutos granos de ceniza deberían desplazarse lentamente y permanecer en suspensión durante largos periodos. Aún así, el contador de partículas del dron detectó capas marcadas y de corta duración de partículas finas bajo la nube, y los instrumentos terrestres registraron pulsos de llegada de ceniza que no podían explicarse por una sedimentación simple. Los modelos computacionales de las trayectorias confirmaron que muchos granos pequeños no podrían haber caído individualmente desde la columna hasta los sitios de muestreo. En cambio, probablemente descendieron en dedos ricos en ceniza que se desprenden de la nube y en agregados crecientes que caen más rápido que las partículas individuales. A medida que los clastos se forman y se rompen, algunas partículas finas permanecen libres pero aún así alcanzan el suelo con mayor eficiencia de la que sugerirían los modelos de sedimentación individual.

Qué significa esto para la gente que vive cerca de volcanes

Para las comunidades cercanas, este trabajo muestra que incluso columnas diarias modestas pueden depositar ceniza en el suelo más rápidamente y más cerca de la boca eruptiva de lo esperado porque los granos se pegan entre sí durante la caída. El estudio deja claro que tanto las fuerzas eléctricas como el agua líquida pueden potenciar fuertemente esta agregación, y que los últimos cientos de metros sobre el suelo son una zona particularmente activa donde la ceniza se reorganiza con rapidez. Tener en cuenta mejor estos procesos en los pronósticos de dispersión debería mejorar las estimaciones de dónde aterrizará la ceniza, cuán densa puede volverse el aire y cuánto tiempo permanecerán las partículas, ayudando a planificadores y residentes a gestionar mejor los efectos continuos de volcanes frecuentemente activos.

Cita: Thivet, S., Simionato, R., Fries, A. et al. In-situ evidence of volcanic ash aggregation during fallout from combined ground- and UAS-based observations. Sci Rep 16, 15083 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-45460-x

Palabras clave: ceniza volcánica, Sakurajima, agregación de ceniza, mediciones con dron, sedimentación de tefra