Detección y caracterización remota de explosiones del volcán Sabancaya, utilizando aprendizaje automático con imágenes captadas por cámaras científicas

• Autor: Gómez Salcedo, Milagros Valeria
• Formato: tesis de grado
• Fecha de Publicación: 2024
• Institución: Universidad Nacional de San Agustín
• Repositorio: UNSA-Institucional
• Lenguaje: español
• OAI Identifier: oai:repositorio.unsa.edu.pe:20.500.12773/19859
• Enlace del recurso: https://hdl.handle.net/20.500.12773/19859
• Nivel de acceso: acceso abierto
• Materia: Plumas de ceniza; Aprendizaje automático; Detección y caracterización automática; Cámaras científicas; Luz visible; https://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.11.02

El volcán Sabancaya, a 76 kilómetros al noroeste de Arequipa, ha presentado un proceso eruptivo desde fines del año 2016, hasta la actualidad. Las erupciones que produce son de tipo vulcaniano de moderada intensidad, lo que genera la emisión recurrente de ceniza. La caída de ceniza puede provocar diversos impactos negativos, como la contaminación de fuentes de agua y pastizales, el aumento del riesgo de accidentes de tránsito debido a la acumulación de partículas finas en las carreteras, la muerte de animales, el deterioro de áreas de cultivo e incluso el colapso de techos en viviendas construidas con materiales tradicionales, poniendo en peligro la vida de sus ocupantes. El Instituto Geofísico del Perú (IGP) monitorea constantemente el volcán, recopilando grandes volúmenes de datos a través de distintos sensores, incluidas cámaras científicas operativas en el espectro de luz visible. Sin embargo, la detección y caracterización automática de las explosiones se ve limitada por la complejidad y el alto flujo de información generado diariamente, lo que dificulta la emisión oportuna de alertas tempranas a la población. Para optimizar este proceso, se propone el desarrollo de un modelo de aprendizaje automático basado en redes neuronales convolucionales (CNN) con el objetivo de segmentar la pluma de ceniza. El modelo fue entrenado con 10,850 imágenes captadas por la cámara científica instalada en la municipalidad de Chivay, aplicando técnicas de aumento de datos para mejorar su desempeño. Los resultados obtenidos evidencian una alta efectividad en la segmentación automática de plumas de ceniza, con una precisión del 98.67% en la fase de prueba. La implementación de este sistema permitirá caracterizar las plumas de ceniza mediante el cálculo de su altura máxima y dirección de dispersión. Estos datos serán enviados en tiempo real a los especialistas del IGP, facilitando un monitoreo más eficiente de la actividad volcánica. Asimismo, la información generada servirá como insumo para la emisión de alertas dirigidas a las autoridades de gestión de riesgos, contribuyendo a la protección de la población expuesta.