Monitoreo de subsidencia del terreno y agua subterránea
Utilizamos InSAR satelital para cartografiar la subsidencia del terreno en regiones enteras, desde el agotamiento de acuíferos bajo zonas agrícolas y ciudades hasta el asentamiento natural del suelo. Nuestro trabajo revela dónde se hunde el terreno, a qué velocidad y cómo ha cambiado el patrón a lo largo de los años, en áreas demasiado extensas para los levantamientos terrestres.
Dónde aporta valor el InSAR
| Situación | Qué aporta el InSAR satelital |
|---|---|
| Subsidencia por bombeo | Detectar el hundimiento a escala de cuenca |
| Variación estacional del agua subterránea | Aislar la respuesta elástica recuperable |
| Pérdida de acuífero a largo plazo | Identificar la compactación inelástica permanente |
| Riesgo de dolinas en terreno kárstico | Detectar la lenta deformación precursora |
Subsidencia por extracción de agua subterránea y agotamiento de acuíferos
Cuando se bombea agua de un acuífero más rápido de lo que se recarga, los sedimentos finos entre las capas acuíferas se compactan y la superficie se hunde, a menudo a lo largo de decenas o centenares de kilómetros y con frecuencia sobre zonas agrícolas y vegetadas donde los levantamientos convencionales son escasos. La extracción de agua subterránea es la primera causa de subsidencia del terreno en el mundo, y buena parte de ella es permanente: a medida que el espacio poral colapsa, el acuífero pierde una capacidad de almacenamiento que no regresa, ni siquiera cuando los niveles de agua se recuperan. Estudios de InSAR a escala nacional han mostrado lo extendido que está este agotamiento permanente e inelástico. El InSAR satelital es especialmente adecuado para esta subsidencia regional de gran escala: mide la huella completa de una cuenca que se hunde, distingue las zonas que más rápido se hunden del terreno estable y sigue cómo responde el patrón a la sequía, el bombeo y la recuperación durante muchos años.
El registro también distingue dos comportamientos importantes para la gestión. El ascenso y descenso estacional, a medida que los acuíferos se recargan y descargan, es en gran parte elástico y recuperable; una tendencia descendente sostenida y de largo plazo indica compactación inelástica y pérdida permanente de almacenamiento. Poder observar ambos en la misma serie temporal convierte al InSAR en una herramienta práctica para la gestión del agua subterránea, la verificación de la recarga gestionada de acuíferos y la documentación del peligro de subsidencia a escala regional. Nuestros trabajos publicados incluyen el análisis por InSAR de la deformación del terreno asociada a la extracción de recursos y de agua subterránea en la cuenca sedimentaria del oeste de Canadá, así como la cartografía del campo de velocidad tridimensional de la cuenca de Cerro Prieto, en México.
Subsidencia natural del terreno
No toda la subsidencia se debe al bombeo. El suelo se asienta por la compactación y oxidación naturales de suelos blandos u orgánicos como la turba, por la hidrocompactación de sedimentos sueltos al humedecerse por primera vez, y por la disolución de rocas solubles que produce dolinas en terreno kárstico. Estos movimientos pueden ser lentos y pasar inadvertidos hasta que afectan edificios, carreteras o redes de servicios; o, en el caso del karst, aparecer de forma repentina. El InSAR satelital ofrece un cribado de gran escala del asentamiento natural, mostrando dónde se concentra el movimiento y, sobre el karst, dónde un lento hundimiento precursor puede preceder al colapso. Como no requiere instrumentos, respalda la cartografía del peligro donde no existe ninguna red terrestre.
Subsidencia por actividad industrial
La subsidencia también la causan la extracción de recursos y las operaciones subterráneas. Estos temas se tratan en páginas dedicadas: el asentamiento superficial por minería se aborda en monitoreo de deformación del terreno minero, y la subsidencia asociada a yacimientos y producción en monitoreo de deformación del terreno de petróleo y gas. Las mismas mediciones satelitales los sustentan a todos; la diferencia está en el contexto y las preguntas planteadas.
Qué entrega un programa de subsidencia
Un programa de subsidencia entrega un mapa de velocidad a escala de cuenca que muestra la tasa de asentamiento en toda el área de interés; una serie temporal de desplazamiento para cada punto de medición, de modo que el movimiento pueda leerse en un pozo, una localidad o una estructura concretos; una separación entre la señal estacional y la de largo plazo; y, cuando se dispone de dos geometrías de observación o de GNSS, una descomposición en movimiento vertical y horizontal. Los resultados se entregan como capas SIG para los flujos de trabajo de gestión del agua subterránea y de planificación, y pueden actualizarse a medida que llegan nuevas adquisiciones de radar. Los satélites de banda C aportan la cobertura de gran escala, mientras que la banda L mejora la fiabilidad sobre terreno muy vegetado, y el archivo histórico extiende el panorama a las décadas pasadas.
Por qué el InSAR satelital para la subsidencia del terreno
La subsidencia del terreno es un problema de gran escala, y el InSAR satelital está hecho para grandes áreas. No requiere instrumentos en el suelo, cubre cuencas y municipios enteros de una sola vez y se apoya en un archivo plurianual para mostrar cómo ha evolucionado la subsidencia, no solo una instantánea. Funciona bien sobre terreno rural y vegetado donde las redes terrestres son escasas. Como nuestro procesamiento de líneas de base cortas solo exige coherencia entre adquisiciones cercanas, recupera la subsidencia sobre terreno vegetado y rural que los servicios basados únicamente en dispersores persistentes dejan en blanco, y no depende de una red densa de GNSS permanentes para la calibración, por lo que funciona incluso donde la infraestructura geodésica es escasa. Nuestros métodos se basan en investigación revisada por pares publicada en revistas internacionales de teledetección. La integración con GNSS para recuperar las señales más extensas y de mayor longitud de onda, la validación independiente y los informes regulatorios están disponibles a pedido. La subsidencia del terreno es uno de nuestros cuatro servicios de monitoreo principales, junto con el monitoreo minero, de deslizamientos y de petróleo y gas; vea todos nuestros servicios de monitoreo.
Preguntas frecuentes
¿Qué causa la subsidencia del terreno que puede medir el InSAR?
Con mayor frecuencia la extracción de agua subterránea y el agotamiento de acuíferos, junto con el asentamiento natural de suelos blandos u orgánicos, la hidrocompactación y las dolinas en terreno kárstico. La subsidencia por minería y por operaciones de petróleo y gas se trata en nuestras páginas dedicadas.
¿Qué tan grande es el área que se puede vigilar?
Cuencas, acuíferos y municipios enteros. El InSAR satelital está diseñado para la cobertura regional, que es su principal ventaja sobre los levantamientos terrestres puntuales para la subsidencia.
¿Es reversible la subsidencia por agua subterránea?
A menudo solo en parte. El ascenso y descenso estacional de la superficie es en gran parte recuperable, pero la sobreexplotación sostenida compacta el acuífero de forma permanente y reduce su capacidad de almacenamiento. Las series temporales de InSAR muestran qué parte del movimiento es estacional y qué parte es una tendencia permanente de largo plazo.
¿Funciona sobre zonas agrícolas y vegetadas?
Sí. El procesamiento por dispersores distribuidos y de líneas de base cortas, y el radar de banda L de mayor longitud de onda, se eligen precisamente para mantener mediciones fiables sobre terreno rural y vegetado donde los puntos de levantamiento son escasos.
¿Pueden mostrar cómo cambió la subsidencia con el tiempo?
Sí. El archivo satelital plurianual nos permite reconstruir el movimiento pasado y seguir cómo responde la subsidencia a la sequía, el bombeo y la recuperación, no solo medir la tasa actual.