Independientemente de la escala, complejidad o importancia de un proyecto, el desplazamiento del suelo sigue siendo una amenaza constante real y creíble que requiere un seguimiento continuo.

Los métodos tradicionales y probados siguen siendo importantes, pero la tecnología no solo se está poniendo al día, sino que ahora avanza a un ritmo que ofrece nuevas formas de impulsar la forma en que construimos, mantenemos y protegemos nuestros proyectos.

Una de esas formas es InSAR, una capacidad de topografía basada en satélites que ha evolucionado desde el ámbito académico en la década de 1990 hasta la aplicación operativa durante más de 20 años. El monitoreo de desplazamiento de suelo basado en InSAR ofrece una adición asequible, eficiente y poderosa a cualquier estrategia de gestión de riesgos.

Para explicar más, aquí están cinco cosas principales que necesitas saber sobre el uso de InSAR y cómo puede transformar la forma en que tú y tu empresa administran el riesgo.

1. Medir el desplazamiento del suelo es una parte importante del enfoque de mitigación de riesgos.

El desplazamiento del suelo puede ser un peligro y un precursor de posibles daños y fallas de pendientes, equipos, edificios e infraestructura.

Al detectar un movimiento sutil del suelo cerca de equipos y estructuras sensibles, es posible prevenir daños graves y fallas catastróficas de activos críticos, como tuberías, ferrocarriles, presas y puentes. Si nos acercamos a las presas, podemos comprender la importancia del monitoreo constante de estas sutiles señales de advertencia. Esto se debe a que una sola falla puede causar miles de millones de dólares en pérdidas económicas, ambientales y personales, como el desastre de la presa Brumadinho en Brasil de 2019 y la reciente falla de doble presa en China el 18 de julio de 2021. Además, la Asociación de Organización Estatal de Seguridad de Presas (ASDSO) publicó un estudio que encontró que el 30% de todas las fallas de presas son causadas por defectos fundamentales, incluido el asentamiento y la inestabilidad de la pendiente.

Las mediciones de desplazamiento del suelo pueden proporcionar señales de advertencia tempranas de posibles problemas operativos. Por ejemplo, los suelos ricos en arcilla, que se distribuyen en gran parte del Reino Unido y Europa, son propensos a un fenómeno conocido como contracción-oleaje, que provoca elevación y hundimiento debido a los niveles variables de humedad en el suelo. Se espera que este problema empeore mucho en las próximas décadas debido al clima extremo causado por el cambio climático y se prevé que cause miles de millones de dólares en daños a edificios e infraestructura.

2. Es fundamental seleccionar los mejores datos y algoritmos para su aplicación y área.

Hay muchas fuentes de datos satelitales y algoritmos InSAR disponibles, por lo que seleccionar el enfoque correcto para una aplicación determinada es fundamental para proporcionar resultados de buena calidad. Se deben tener en cuenta factores que incluyen el tamaño de la característica que se está monitoreando, la frecuencia con la que se requieren nuevas mediciones, la presencia de cierta cobertura terrestre y terreno.

Algoritmos comunes:

• Interferometría diferencial de SAR (DInSAR): adecuada para analizar peligros naturales, como volcanes, terremotos y deslizamientos de tierra, funciona comparando el cambio de fase de la señal entre dos imágenes de SAR capturadas en la misma área. Si bien puede no ser ideal para el monitoreo de precisión, es útil para analizar tendencias generales en áreas extensas, como ciudades, condados, estados y naciones.

• Interferometría de dispersión persistente (PSI): a veces conocida como interferometría de dispersión permanente, la PSI es una técnica de vanguardia que utiliza una pila de imágenes SAR capturadas en la misma área para medir el desplazamiento del suelo desde reflectores estables. Es un método más preciso y confiable y es ideal para monitorear infraestructura y estructuras individuales. Sin embargo, requiere una pila densa de 15-20 imágenes y puede resultar en mediciones limitadas en áreas con cobertura terrestre inadecuada (bosques, agricultura, cuerpos de agua, pendientes pronunciadas).

• Subconjunto de línea de base corta (SBAS): técnica utilizada para mejorar el número de mediciones válidas dentro de una pila mediante el cálculo de interferogramas para todas las combinaciones de pares de imágenes dentro de un rango de fechas y una ubicación de adquisición específicos.

• SBAS-PSI: es un modelo híbrido que aprovecha los beneficios de ambos algoritmos. El algoritmo PSI garantiza que solo se midan mediciones confiables desde puntos estables y SBAS ayuda a garantizar una entrega de mediciones más densa

Fuentes de datos comunes:

• Resolución media (MR): ideal para estudiar los peligros naturales, es un componente importante en el modelo rentable de monitoreo de sugerencias y señales (ver el número 3) gracias a las grandes huellas y las imágenes de fácil acceso. La mayoría de los sensores comerciales ofrecen datos de MR dentro de sus carteras de productos. MR también está disponible a través de los datos de código abierto Sentinel-1 ampliamente utilizados.

• Muy alta resolución (VHR): diseñado para el monitoreo de precisión de segmentos individuales de infraestructura, proyectos de construcción y en edificios individuales, existen muchas plataformas comerciales que ofrecen este tipo de datos, incluidos RADARSAT-2, TerraSAR-X, ALOS COSMO-Skymed, para nombrar unos pocos. Todos estos sensores pueden adquirir datos de resolución inferior al metro adecuados de InSAR. Además, se están lanzando y encargando muchas nuevas constelaciones de satélites pequeños para aplicaciones InSAR, incluidas Capella Space y ICEYE. No pasará mucho tiempo hasta que haya cientos de nuevos sensores SAR capaces de capturar mediciones el mismo día. Muchos consideran que esta es la Edad de Oro de las imágenes SAR.

3. Obtenga lo mejor de ambos mundos con datos SAR comerciales y de código abierto con Tip and Cue

Tip and Cue es una técnica poderosa que utiliza imágenes de SAR de resolución media (MR) de fácil acceso e imágenes de SAR de muy alta resolución (VHR). Al combinar los dos, obtiene lo mejor de ambos mundos: monitoreo rentable de áreas grandes y monitoreo de precisión de activos individuales.

El concepto es simple: imágenes de resonancia magnética de bajo costo monitorean áreas más grandes en busca de tendencias generales para identificar regiones de riesgo potencial. Luego, se obtienen imágenes de muy alta resolución (VHR) en áreas más pequeñas si se identifica el riesgo potencial. Luego, se puede realizar una inspección más detallada del activo para refinar aún más los requisitos de monitoreo adicionales.

4. InSAR basado en satélites complementa la topografía tradicional en tierra

Si bien los instrumentos terrestres convencionales (como GPS, nivelación del terreno, etc.) brindan monitoreo continuo con alta precisión, sus altos costos limitan la cobertura espacial que se puede lograr de manera económica. InSAR recopila densas redes de mediciones en grandes áreas para proporcionar información adicional donde las mediciones en tierra no están disponibles, ofreciendo más protección y reduciendo la dependencia de costosas mediciones in situ y levantamientos manuales.

La combinación de la topografía convencional con InSAR ofrece los siguientes beneficios:

• Validación de la medición: se puede utilizar un subconjunto de las mediciones in situ para validar las mediciones InSAR.

• Calibración importante: se puede utilizar un subconjunto de las mediciones in situ para calibrar las mediciones InSAR para mejorar aún más su precisión.

• Levantamiento manual: se puede usar para capturar mediciones en áreas donde InSAR no puede, como bajo un dosel denso

• Estaciones GNSS fijas para áreas sensibles: las estaciones GPS / GNSS fijas siguen siendo ideales para áreas muy sensibles debido a sus mediciones continuas en tiempo real.

5. InSAR es una técnica probada que se desarrolló durante muchas décadas.

La ciencia detrás de InSAR se ha desarrollado y validado durante las últimas décadas. Se introdujo por primera vez en la década de 1980 y se desarrolló en gran medida a lo largo de la década de 1990 con el lanzamiento de satélites SAR como RADARSAT-1, ERS-1/2 y JERS-1. A medida que aumentaban las fuentes de datos SAR de buena calidad, también lo hacía la adopción operativa por parte de muchas organizaciones de ingeniería diferentes.

Las primeras aplicaciones se centraron principalmente en el monitoreo de peligros naturales, incluidos volcanes, terremotos y deslizamientos de tierra. Con el tiempo, más satélites SAR se han vuelto cada vez más omnipresentes gracias a muchos lanzamientos nuevos, así como a grandes mejoras en la distribución de datos a través de arquitecturas basadas en la nube. Cientos de nuevos satélites SAR de muy alta resolución (VHR) capaces de capturar mediciones subdiarias pronto se convertirán en una realidad, lo que brinda muchas oportunidades para aumentar la frecuencia temporal y espacial de las mediciones InSAR basadas en satélites.

Al combinar estas múltiples fuentes de datos SAR con algoritmos avanzados, la extracción de información de estos complejos sistemas se puede simplificar enormemente. En CATALYST, estamos comprometidos a simplificar el acceso a nuestra ciencia y ampliar el uso de la tecnología de observación de la tierra.

CATALYST Insights

Es un servicio ofrecido por CATALYST para monitorear el desplazamiento del suelo para tomar mejores decisiones oportunamente. Los daños causados por el desplazamiento del suelo relacionados con los riesgos geológicos cuestan más dinero a muchas de las economías del mundo que los huracanes, terremotos, tornados e inundaciones combinados.

Gestión de riesgos: El cambio climático está acelerando el desplazamiento del terreno de riesgo a infraestructuras críticas en todo el mundo. Mitiga el daño a los activos monitoreando este peligro geográfico casi en tiempo real.

Monitoreo confiable: CATALYST Insights aprovecha las constelaciones de radar satelital (SAR) para adquirir de forma rentable mediciones casi en tiempo real a nivel milimétrico del desplazamiento del suelo alrededor de tus activos.

Información utilizable: La interfaz de usuario flexible y la API hacen que sea fácil para los usuarios empresariales y los equipos de tecnología acceder a las mediciones de desplazamiento en tierra y las alertas para aumentar sus soluciones de gestión de riesgos.

Este servicio de monitoreo de desplazamiento de la tierra en tiempo casi real utiliza las últimas innovaciones en tecnología de radar satelital para ayudar a los usuarios de negocios a tomar mejores decisiones de riesgo e inversión con respecto a infraestructura crítica, edificios, calificaciones de seguridad, carteras de préstamos, etc.

Lo que obtienes:

• Mediciones milimétricas fiables

• Configurar alertas personalizadas 

• Supervisión rentable de zonas muy extensas

• Monitorear casi en cualquier lugar

• Mediciones de alta densidad actualizadas regularmente 

• Mediciones históricas

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