Mediante la IA, en la UNAM consiguen una radiografía inédita del Popocatépetl

En el contexto del 30 aniversario de la reactivación del volcán Popocatépetl –que será el 21 de diciembre próximo–, investigadores del Instituto de Geofísica de la UNAM lograron imágenes inéditas del interior del coloso, a partir de sistemas de inteligencia artificial (IA) y del uso de la interferometría sísmica, técnica que se apoya en el ruido ambiental para hacer representaciones del subsuelo.

El equipo académico, integrado por Leonarda Esquivel Mendiola y Karina Bernal Manzanilla, bajo la asesoría de Marco Calò, del Departamento de Vulcanología, y de Arturo Iglesias Mendoza, ambos especialistas de ese instituto, se propuso escudriñar las entrañas del coloso hasta crear un mapa detallado y comprender mejor su actividad interna.

En entrevista con La Jornada, Esquivel Mendiola contó que, motivada porque las imágenes disponibles eran limitadas e incongruentes entre sí –tras comparar tres estudios previos–, decidió emplear la interferometría sísmica para analizar la información que proporcionan 11 estaciones de la red sísmica de monitoreo del Centro Nacional de Prevención de Desastres (Cenapred) junto con ocho adicionales gestionadas por el departamento de Vulcanología del instituto, así como varias estaciones desplegadas en experimentos precedentes, conjuntando información de casi 40 medidores sísmicos que estuvieron trabajando los últimos 30 años en el volcán.

De acuerdo con Calò, la técnica utilizada por Esquivel Mendiola funciona de manera similar a una radiografía en el ámbito médico, pero en este caso se usa el ruido ambiente para obtener un material que permite ver los contrastes de los materiales que pueden jugar un papel en la actividad.

Trabajo publicado en revista internacional

Resaltó que uno de los mayores atributos de ese trabajo radica en que utiliza una base de datos que abarca tres décadas, “la más amplia que se ha podido ocupar con este método en el Popocatépetl”.

Hace unos meses, Esquivel Mendiola obtuvo material gráfico novedoso de la estructura interna de una profundidad hasta de 10 kilómetros (cinco sobre el nivel del mar y cinco debajo de éste) que fue publicado en una revista científica Internacional con arbitraje.

La información revela que si bien existe la teoría de que el Popo cuenta con una sola cámara magmática, en realidad el material se mueve por distintos espacios, y habría al menos dos zonas principales donde se acumula.

Además de esta indagación científica, Bernal Manzanilla desarrolló otra forma independiente, en la que empleó Machine Learning (ML o aprendizaje automático), herramienta de la IA que permite a las computadoras aprender patrones y tomar decisiones o hacer predicciones basadas en datos.

La especialista dijo que hizo que esa herramienta clasificara los tipos de sismos que existen: temblores relacionados con el movimiento de gases, de líquidos, por la ruptura de una roca, etcétera, de forma que pudiera analizar una base de datos de enero de 2019 a marzo de 2023, con información proporcionada por las estaciones de la red sísmica del Cenapred y las estaciones adicionales del Instituto de Geofísica.

Hace unos días, Bernal Manzanilla también logró las primeras imágenes del subsuelo usando la información de la inteligencia artificial, aunque en este caso están en espera de ser publicadas en revistas científicas arbitradas, antes de poder ofrecer más detalles.

No obstante, agregó que la IA demostró una gran ventaja frente al análisis manual de la información que ofrecen las estaciones de la red sísmica, ya que “en cuestión de tres horas podemos estudiar un mes de monitoreo”.

Para dar una idea de lo relevante de este hallazgo, Calò dijo que “el Cenapred tiene una sala con cuatro técnicos que trabajan siete días a la semana 24 horas al día, organizados en turnos. Hablamos de cuatro personas que si quieren analizar un mes de monitoreo, se van a llevar el mes en hacerlo”.

El equipo sabe que en este momento la IA no sustituye el trabajo que realizan analistas, pero marca la pauta de cómo puede aplicarse para hacer más ágil la clasificación y dar más espacio para interpretar los resultados o sacar estudios más completos.

“El potencial que le vemos es que cuando se habla de Protección Civil, uno de los problemas más grandes es el tiempo que toma poder emitir un comunicado. Esos dos o tres días pueden ser cruciales, importantísimos”, aseveró el experto.

Pero la parte más ambiciosa del equipo de vulcanología está por llevarse a cabo en las siguientes semanas, cuando se contrasten los mapas obtenidos por Esquivel Mendiola y Bernal Manzanilla. Estas dos perspectivas podrían cambiar la forma de monitorear y entender la actividad volcánica.

“Se trata de dos proyectos innovadores en los métodos que usan y en el volumen de sus bases de datos, y aunque son independientes, están proveyendo información de forma autónoma; también son complementarios, ahora que serán analizados de forma conjunta”, agregó.

Con la comparación de estos dos estudios, continúo Calò, los científicos universitarios esperan seguir desentrañando los secretos del Popocatépetl y contribuir a mejorar el conocimiento sobre éste, así como de los sistemas de monitoreo, esenciales para la seguridad de millones de personas en México.

“Nuestro papel es entender cómo funcionan, porque si lo sabemos, podemos hacer predicciones más apropiadas, y apoyar a PC en la toma de decisiones”, concluyó.