Estudio de los cambios espaciotemporales de la deformación del flanco oeste del volcán Arenal entre 2017-2023, mediante la formación de series temporales InSAR a partir de las imágenes libres del satélite Sentinel-1

Abstract

Resumen. El volcán Arenal, ubicado en La Fortuna de San Carlos, Alajuela (Costa Rica), es un estratovolcán activo de 1670 metros de altura, conocido tanto por su forma cónica como por ser un atractivo turístico. Su erupción más significativa ocurrió el 29 de julio de 1968, luego de más de 450 años de inactividad. A partir de entonces, mantuvo una actividad constante por unos 42 años, hasta 2010, cuando entró en reposo. Desde el punto de vista científico, ha sido estudiado con tecnología InSAR, que permite monitorear deformaciones del terreno. Estudios en 2010 y 2014 revelaron deslizamientos en su flanco occidental, incluso sin erupciones. Sin embargo, no se han realizado estudios recientes, por lo que se desconoce el estado actual de estos movimientos. El proyecto propuesto busca analizar la deformación del volcán entre 2017 y 2023 usando InSAR, con enfoque en el flanco occidental, donde se concentran los deslizamientos. El objetivo es detectar cambios en la velocidad y distribución de la deformación que puedan indicar riesgo de colapso. Además, busca entender los factores geológicos que influyen en esta inestabilidad, aprovechando el acceso a datos de satélite como Sentinel-1. Los datos mostraron una deformación influenciada principalmente por la altitud ya que las zonas más elevadas presentaron mayores velocidades de desplazamiento. También se identificaron posibles deslizamientos en las zonas con mayor deformación, coincidiendo con laderas visibles en ortofotos. Adicionalmente, no se halló una relación significativa entre los flujos de lava y los patrones de deformación. En conclusión, la deformación observada parece ser resultado de procesos estructurales y gravitacionales más que de actividad magmática interna. Aunque no hay señales de reactivación, el monitoreo de volcanes es una práctica que ayuda entender su comportamiento y prevenir posibles desastres. Por ello, se recomienda ampliar los estudios con imágenes satelitales desde distintas geometrías, ascendente y descendente, para una mejor caracterización del fenómeno, y reforzar los sistemas de monitoreo y vigilancia del volcán.

Abstract. The Arenal Volcano, located in La Fortuna de San Carlos, Alajuela (Costa Rica), is an active stratovolcano standing about 1,670 meters tall, known both for its conical shape and as a major tourist attraction. Its last eruption started on July 29, 1968, after more than 450 years of inactivity. From then on, it maintained continuous activity for about 42 years, until 2010, when it entered a dormant state. From a scientific perspective, it has been studied using InSAR technology, which allows monitoring ground deformation. Studies in 2010 and 2014 revealed landslides on its western flank, even without eruptions. However, no recent studies have been conducted, so the current state of these movements remains unknown. The proposed project aimed to analyze the volcano's deformation between 2017 and 2023 using InSAR, focusing on the western flank where landslides are concentrated. The goal was to detect changes in the velocity and distribution of deformation that could indicate a risk of collapse. Additionally, it sought to understand the geological factors influencing this instability, taking advantage of access to satellite data such as Sentinel-1. The data showed deformation mainly influenced by altitude, as the higher areas exhibited greater displacement velocities. Possible landslides were also identified in the zones with the most significant deformation, matching slopes visible in orthophotos. Furthermore, no significant relationship was found between lava flows and deformation patterns. In conclusion, the observed deformation appears to result from structural and gravitational processes rather than internal magmatic activity. Although there are no signs of reactivation, volcano monitoring is a practice that helps understand their behavior and prevent potential disasters. Therefore, it is recommended to expand studies using satellite images from different geometries, both ascending and descending, for better characterization of the phenomenon, and to strengthen the volcano’s monitoring and surveillance systems.