Using UAS for monitoring the summit of the Arenal Volcano Costa Rica

Abstract

The Arenal summit is seldom studied for several reasons. First, the eruptive activity has stopped since October 2010, second the active summit crater C is difficult to reach due to an intense steep climb through the tropical rainforest, and third, the summit has rapidly fluctuating weather patterns that make trails muddy and complicate field work sites. Still there is still significant international and national interest in the Arenal volcano in Costa Rica and our undertakings show the Arenal as it was in September 2022 when the summit was documented. The main objective of this survey was to document any potential emissions being emitted from the summit crater of Arenal. With both Sniffer4D units which gathered and log ged volcanic emission data on NO2, SO2, O2, VOC’s, CO2, CO, PM 1.0, PM 2.5, PM 10, O3, NO2+O3 from the Sniffer4D and SO2, CO2, H2S, HF, HCI, CO, CxHy/CH4/LEL, H2 from the SnifferV. By tracking these emissions at the active summit crater C valued volcanic emission data can be acquired and used by the Arenal SINAC park rangers, Universidad Nacional and the National Risk Management Group in Costa Rica the CNE. In addition, by conducting a survey with the FLIR One Pro thermal IR cameras we can inspect the summit area for potential thermal anomalies. By obtaining this temperature data more will be known about the level of thermal energy release at crater C, combined with the gas emissions recognized by the Sniffer units, a periodic “snap-shot” was obtained for the Arenal volcano. The final objective will be to document the unstable regions of the crater with a UAS and collect high quality videography and imagery used for creating Digital Surface Models with Nira software. We are also able to lift the Sniffer4D as a payload with the DJI Mavic 3 drone and document the degassing fumaroles identified with the thermal cameras. Three drone surveillance flights collected valued data that will contribute to overall general knowledge of the volcanic structure, vegetation coverage, erosion and areas of potential rock falls and fumarole fields.

La cumbre del Arenal rara vez se estudia por varias razones. En primer lugar, la actividad eruptiva se ha detenido desde octubre de 2010; en segundo lugar, es difícil alcanzar el cráter activo C de la cumbre debido a una intensa y empinada subida a través de la selva tropical; y en tercer lugar, la cumbre tiene patrones climáticos que fluctúan rápidamente, lo que enturbia los senderos y complica el trabajo de campo. sitios. Aún así, todavía existe un importante interés internacional y nacional en el volcán Arenal en Costa Rica y nuestros proyectos muestran el Arenal tal como era en septiembre de 2022 cuando se documentó la cumbre. El objetivo principal de este estudio fue documentar cualquier emisión potencial que se emita desde el cráter de la cumbre del Arenal. Con ambas unidades Sniffer4D que recopilaron y registraron datos de emisiones volcánicas sobre NO2, SO2, O2, VOC, CO2, CO, PM 1.0, PM 2.5, PM 10, O3, NO2+O3 del Sniffer4D y SO2, CO2, H2S, HF. , HCI, CO, CxHy/CH4/LEL, H2 del SnifferV. Al rastrear estas emisiones en la cumbre activa del cráter C, los guardaparques del Arenal SINAC, la Universidad Nacional y el Grupo Nacional de Gestión de Riesgos de Costa Rica, la CNE, pueden adquirir y utilizar datos de emisiones volcánicas valoradas. Además, al realizar un estudio con las cámaras térmicas IR FLIR One Pro, podemos inspeccionar el área de la cumbre en busca de posibles anomalías térmicas. Al obtener estos datos de temperatura se sabrá más sobre el nivel de liberación de energía térmica en el cráter C, combinado con las emisiones de gases reconocidas por las unidades Sniffer, se obtuvo una “instantánea” periódica del volcán Arenal. El objetivo final será documentar las regiones inestables del cráter con un UAS y recopilar videografías e imágenes de alta calidad utilizadas para crear modelos digitales de superficie con el software Nira. También somos capaces de levantar el Sniffer4D como carga útil con el dron DJI Mavic 3 y documentar las fumarolas desgasificadoras identificadas con las cámaras térmicas. Tres vuelos de vigilancia con drones recopilaron datos valiosos que contribuirán al conocimiento general de la estructura volcánica, la cobertura vegetal, la erosión y las áreas de posibles desprendimientos de rocas y campos de fumarolas.