Crean científicos de la UNAM primer modelo 3D del interior del Popocatépetl con IA y sismología avanzada

Un grupo de científicos de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) logró construir el primer modelo tridimensional del interior del volcán Popocatépetl utilizando una combinación de Inteligencia Artificial (IA), sismología avanzada y trabajo de campo a más de 4,200 metros de altitud.

El proyecto, liderado por el investigador Marco Calò del Instituto de Geofísica (IGf), construyó un modelo basado en expediciones de alta montaña, tomografía sísmica e inteligencia artificial, con la intensión de revelar la estructura interna del volcán, mejorar el monitoreo de su actividad y fortalecer las estrategias de prevención ante posibles erupciones.

“Lo que hacemos es, literalmente, generar una radiografía de su interior, pero tridimensional. Esto representa una ventaja porque así podemos girar al Popo y observar cómo se propagan las ondas sísmicas dentro de él”, explicó Marco Calò, investigador líder del proyecto del Instituto de Geofísica.

Desde 2019, el equipo universitario ha desplegado 18 estaciones sísmicas en el volcán como complemento al monitoreo del Centro Nacional de Prevención de Desastres. Estos equipos registran al menos cien mediciones por segundo, generando una gran cantidad de datos que hoy se procesan automáticamente gracias a la IA.

“Antes se analizaba todo de forma manual. Hoy en día, con la IA, podemos trabajar un año de datos, de todas las estaciones, en tres horas”, detalló Karina Bernal, alumna del Posgrado de Ciencias de la Tierra de la UNAM.

Durante sus estudios, Bernal optimizó un sistema que detecta y clasifica, de forma automática, distintos tipos de sismos asociados al movimiento magmático. “Es como enseñarle a la computadora a reconocer si una señal sísmica se debe a una roca rota o al paso de una burbuja de gas en el magma”.

Este avance permitió identificar estructuras internas interconectadas, como posibles zonas de acumulación de magma o conductos de ascenso. Las anomalías se determinan por la velocidad con la que las ondas sísmicas atraviesan el subsuelo: viajan más rápido en rocas duras y más lento en zonas con magma o materiales blandos.

Entre las innovaciones destacadas está la posibilidad de, en un futuro cercano, generar tomografías en 4D, es decir, modelos tridimensionales que varían con el tiempo. Esto permitiría anticipar incrementos en la actividad volcánica si se detecta el ascenso de cuerpos magmáticos hacia la superficie en distintos periodos. El primer paso, no obstante, ha sido obtener un modelo de referencia sólido y de gran detalle.

Condiciones extremas

Otro estudio estuvo a cargo de Leonarda Isabel Esquivel Mendiola, egresada del Posgrado en Ciencias de la Tierra, quien utilizó los registros continuos de las estaciones (velocidades de ondas superficiales) para generar una tomografía sísmica del volcán.

“Con los datos geofísicos, sismológicos y geológicos obtenidos, podemos conocer mejor cómo se da la dinámica dentro del volcán y, con esto, brindarle una mejor información a las autoridades que se dedican a la toma de decisiones ante su actividad”, apuntó Esquivel.

Por su parte, Nizar Karim Uribe, estudiante de la Facultad de Ingeniería de la UNAM, indicó que para dar mantenimiento a las estaciones se requiere una computadora con un software especializado, cables, buena señal y baterías para cambiar por las que están ya en los sitios, así como insumos para la gente que acude a las instalaciones.

Herramienta para salvar vidas

Estudiar el interior del Popocatépetl tiene implicaciones directas para la protección civil: permite hacer inferencias sobre su dinámica y esto proporciona a las autoridades mayores elementos para decidir sobre alertas, evacuaciones o zonas de riesgo. “Podríamos saber si el magma está subiendo por un conducto lateral y ampliar el radio de evacuación. Lo anterior no lo decide la inteligencia artificial, pero sí nos da información clave para actuar”, indicó Marco Calò.

Aunque existen estudios similares en volcanes de otras naciones, el equipo afirma que el suyo es el primer trabajo de este tipo realizado en el Popo con un enfoque integral, continuo y apoyado en la IA.