Monitoramento de subsidência do solo

Oferecemos monitoramento de subsidência do solo e deformação do terreno com InSAR de satélite em regiões inteiras, do esgotamento de aquíferos sob áreas agrícolas e cidades ao recalque natural do terreno e às dolinas. Nosso trabalho revela onde o terreno afunda, a que velocidade e como o padrão mudou ao longo dos anos, em áreas grandes demais para levantamentos terrestres.

Onde o InSAR agrega valor

Situação	O que o InSAR de satélite fornece
Subsidência induzida por bombeamento	Detectar o afundamento em escala de bacia
Variação sazonal das águas subterrâneas	Isolar a resposta elástica recuperável
Perda de capacidade do aquífero a longo prazo	Identificar a compactação inelástica que não se recupera
Risco de dolinas em terreno cárstico	Detectar a lenta deformação precursora

Subsidência por extração de águas subterrâneas e esgotamento de aquíferos

Quando a água é bombeada de um aquífero mais rápido do que ele se recarrega, os sedimentos finos entre as camadas portadoras de água se compactam e a superfície afunda, muitas vezes ao longo de dezenas ou centenas de quilômetros, e frequentemente sobre áreas agrícolas e terrenos vegetados onde os levantamentos convencionais são escassos. A extração de águas subterrâneas é uma das principais causas de subsidência do solo no mundo, e grande parte dessa subsidência é permanente: onde as camadas de granulação fina se compactam de forma inelástica, o espaço poroso e a capacidade de armazenamento perdidos não retornam mesmo quando os níveis de água se recuperam. Estudos independentes de InSAR em escala nacional mostraram o quanto essa compactação permanente e inelástica se tornou disseminada. O InSAR de satélite é especialmente adequado para grandes áreas e para essa subsidência de escala regional: mede a pegada completa de uma bacia que afunda, distingue as áreas que afundam mais rapidamente das áreas com pouco ou nenhum deslocamento mensurável e acompanha como o padrão responde à seca, ao bombeamento e à recuperação ao longo de muitos anos.

O registro também distingue dois comportamentos que importam para a gestão. A elevação e o rebaixamento sazonais, à medida que os aquíferos se recarregam e os níveis de água variam, são em grande parte elásticos e recuperáveis; uma tendência de queda constante e de longo prazo indica compactação inelástica e perda permanente de armazenamento. Poder observar ambos na mesma série temporal faz do InSAR uma ferramenta prática para a gestão das águas subterrâneas, a verificação da recarga gerenciada de aquíferos e a documentação do perigo de subsidência em escala regional. Nossos trabalhos publicados incluem a análise por InSAR da deformação do terreno associada à exploração de recursos naturais e à extração de águas subterrâneas na Bacia Sedimentar do Oeste do Canadá, bem como o mapeamento tridimensional do campo de velocidades da superfície na bacia de Cerro Prieto, no México.

Subsidência natural do terreno

Nem toda subsidência decorre do bombeamento. O terreno afunda pela compactação e oxidação naturais de solos moles ou orgânicos como a turfa, pela hidrocompactação de sedimentos frouxamente depositados quando molhados pela primeira vez, e pela dissolução de rochas solúveis que produz dolinas em terreno cárstico. Esses movimentos podem ser lentos e passar despercebidos até afetarem edifícios, estradas ou redes de serviços; no caso do carste, também podem surgir de forma repentina. O InSAR de satélite oferece uma triagem de grande área do recalque natural, mostrando onde o movimento se concentra e, sobre o carste, onde um lento abaixamento precursor pode preceder o colapso. Como não requer instrumentos, apoia o mapeamento do perigo em áreas onde não existe rede terrestre.

Subsidência por atividade industrial

A subsidência também é causada pela extração de recursos e pelas operações subterrâneas. Tratamos esses temas em páginas dedicadas: o recalque superficial por mineração é abordado em monitoramento de deformação do terreno em mineração, e a subsidência associada a reservatórios e à produção em monitoramento de deformação do terreno em petróleo e gás. As mesmas medições por satélite são utilizadas em todos esses casos; a diferença está no contexto e nas perguntas formuladas.

O que um programa de subsidência fornece

Um programa de subsidência fornece um mapa de velocidade em escala de bacia mostrando a taxa de afundamento em toda a área de interesse; uma série temporal de deslocamento para cada ponto de medição, de modo que o movimento possa ser analisado em um poço, cidade ou estrutura específicos; uma separação do sinal sazonal e do sinal de longo prazo; e, onde há geometrias de visada ascendentes e descendentes adequadas, uma separação entre o movimento vertical e o leste-oeste, com o GNSS podendo restringir componentes adicionais. Os resultados são fornecidos como camadas GIS para os fluxos de trabalho de gestão de águas subterrâneas e de planejamento, e podem ser atualizados à medida que novas aquisições de radar chegam. Os satélites em banda C fornecem a cobertura de grande área, enquanto a banda L melhora a confiabilidade sobre terrenos fortemente vegetados, e o arquivo histórico estende o retrato pelas décadas passadas.

Por que o InSAR de satélite para a subsidência do solo

A subsidência do solo é um problema de grande área, e o InSAR de satélite foi feito para grandes áreas. Não exige instrumentos no solo, cobre bacias e municípios inteiros de uma só vez e se apoia em um arquivo plurianual para mostrar como a subsidência evoluiu, e não apenas um retrato pontual. Muitas vezes funciona sobre terrenos rurais e vegetados onde as redes de monitoramento em campo são pouco densas, dependendo da densidade da vegetação, da estação do ano e do comprimento de onda. Como nosso processamento de linha de base curta exige coerência apenas entre aquisições próximas, pode recuperar a subsidência sobre terrenos vegetados e rurais onde as abordagens baseadas somente em dispersores persistentes podem oferecer cobertura limitada, e não depende de uma rede densa de GNSS permanente para a calibração, de modo que funciona mesmo onde a infraestrutura geodésica é esparsa. Nossos métodos se baseiam em pesquisa revisada por pares publicada em revistas internacionais de sensoriamento remoto. A integração com o GNSS para recuperar os sinais mais amplos e de maior comprimento de onda, a validação independente e os relatórios regulatórios estão disponíveis mediante solicitação. A subsidência do solo é um de nossos serviços de monitoramento, ao lado do monitoramento de mineração, de barragens de rejeitos, de deslizamentos de terra e taludes, de infraestrutura e de petróleo e gás.

Perguntas frequentes

O que causa a subsidência do solo que o InSAR pode medir?

Na maioria dos casos, a extração de águas subterrâneas e o esgotamento de aquíferos, além do recalque natural de solos moles ou orgânicos, da hidrocompactação e das dolinas em terreno cárstico. A subsidência por mineração e por operações de petróleo e gás é tratada em nossas páginas dedicadas.

Qual é o tamanho da área que pode ser monitorada?

Bacias, aquíferos e municípios inteiros. O InSAR de satélite é projetado para cobertura regional, que é sua principal vantagem sobre os levantamentos terrestres pontuais para subsidência.

A subsidência por águas subterrâneas é reversível?

Muitas vezes apenas em parte. A elevação e o rebaixamento sazonais da superfície são em grande parte recuperáveis, mas a superexploração sustentada compacta o aquífero de forma permanente e reduz sua capacidade de armazenamento. As séries temporais de InSAR mostram qual parte do movimento é sazonal e qual é uma tendência permanente de longo prazo.

Funciona sobre áreas agrícolas e terrenos vegetados?

Muitas vezes, dependendo da densidade da vegetação, da estação do ano, do comprimento de onda e da geometria de aquisição. O processamento por dispersores distribuídos e de linha de base curta, e o radar em banda L de maior comprimento de onda, são escolhidos especificamente para melhorar a cobertura sobre terrenos rurais e vegetados onde os pontos de levantamento são escassos.

Vocês conseguem mostrar como a subsidência mudou ao longo do tempo?

Sim. O arquivo de satélite plurianual nos permite reconstruir o movimento passado e acompanhar como a subsidência responde à seca, ao bombeamento e à recuperação, não apenas medir a taxa atual.

Como se monitora a subsidência com satélites?

Imagens de radar repetidas da mesma área são comparadas para medir quanto a superfície se moveu entre as passagens. A análise conjunta de anos de imagens gera um mapa de taxas de subsidência e uma série temporal em cada ponto de medição, sem marcos topográficos nem instrumentos no solo.

Quais métodos de monitoramento de subsidência existem, e por que o InSAR de satélite?

O nivelamento, as estações GNSS e os extensômetros medem com precisão um número limitado de pontos; o InSAR de satélite mede toda a bacia ou cidade de uma vez, repetidamente, a partir de imagens que já existem. A maioria dos programas combina ambos: o InSAR para cobertura e histórico, os pontos em campo para uma referência absoluta onde ela é necessária.

É o mesmo que o European Ground Motion Service ou um serviço nacional de movimento do terreno?

Não. Esses produtos de livre acesso oferecem cobertura continental ou nacional com resolução e ciclo de atualização fixos, e são um bom ponto de partida. Nós fornecemos programas específicos para cada local em qualquer parte do mundo, na resolução de que o local precisa, com validação por comparação com dados de campo, pontos de referência personalizados e interpretação, e usamos os serviços públicos como contexto onde existem.

O que é uma avaliação de risco de subsidência?

Um mapa de onde o solo está afundando, com que velocidade, se está acelerando e quais ativos estão sobre ele, construído a partir do registro de satélite e, onde disponíveis, de GNSS e nivelamento. É usado para priorizar inspeções e para subsidiar decisões de seguro e a gestão de águas subterrâneas.

Fale sobre o seu projeto: envie-nos a localização ou as coordenadas do local e diga-nos o que precisa entender. Podemos analisar os dados de satélite disponíveis, verificar até onde o arquivo histórico se estende e discutir o que um programa de monitoramento InSAR pode oferecer. Entre em contato conosco.