Aplicaciones de las Imágenes de Radar para Monitoreo de Deformaciones Producto del Movimiento de Fallas Tectónicas

Autora: Marisela Navarro Centro de Procesamiento Digital de Imágenes (CPDI). Fundación Instituto de Ingeniería.

 

Introducción.

   A fin de desarrollar programas de prevención sísmica se han creado metodologías para el monitoreo de fallas tectónicas que contribuyan al desarrollo de sistema de alerta temprana,  las cuales se fundamentan en la  geofísica como parte de la geología,  como disciplina que ha   contribuido en la estructuración  de procesos indirectos que facilitan obtener información del subsuelo y en mayor profundidad, para complementar la información en la superficie. La mayoría de las notas aquí expuestas están referidas en la bibliografía consultada.

Metodologías empleadas.

   La instrumentación geofísica, permite evaluar de forma cuantitativa, el comportamiento de las fallas y registrar datos geofísicos para la investigación científica y alerta temprana.

1.- Obtención de información a través de la instalación de una red de monitoreo de estaciones GPS temporales y permanentes. Este sistema se apoya en las  técnicas de percepción remota para sismos, considerada como una instrumento  para los sistemas de monitoreo terrestre. El principal aporte de esta herramienta corresponde al suministro de información post desastre. En relación con las alertas previas a la ocurrencia del evento, las imágenes satelitales y  en específico las imágenes de radar, permiten detectar las deformaciones del terreno que anteceden al movimiento sísmico. Los sensores de radar interferometricos pueden llegar a detectar las deformaciones en centímetros que pueden presentase previamente en los terremotos. Es necesario aclarar que   el monitoreo de este tipo de evento se logra por medio de la obtención de imágenes de radar, pero del mismo lugar en diferentes años, épocas y bajo diferentes condiciones ambientales, posibilitando  el monitoreo de los fenómenos de geodinámica y  seguimiento continuo de las deformaciones del terreno.

   Uno de los sensores más ventajosos  corresponden a las   imágenes ENVISAT, las cuales  permiten detectar el desplazamiento de la superficie con precisión centimetrica desde una altitud aproximada  de 800 kilómetros.  Este tipo de imagen se emplea para la prevención de eventos sísmicos de fuerza considerable. Existe otro sensor  de  imágenes de radar DINSAR, para realizar  comparaciones entre imágenes que permiten observar el comportamiento de zonas que están o son sensibles a movimientos de fallas geológicas a través de la comparación con el pasar del tiempo, y así lograr obtener patrones de comportamiento de la falla tectónica a través de los años.

2.- La técnica de la interferometria diferencial mediante imágenes de radar, resulta muy  útil para cuantificar deformaciones ocurridas en la superficie de la tierra, a través de la obtención de la altura del suelo a partir de dos imágenes de radar que se han conseguido desde puntos cercanos y que fueron tomadas antes y después de ocurrir un evento sísmico en la zona de interés. La diferencia de fase origina una nueva imagen denominada interferograma, que  permite determinar deformaciones o variaciones de altura del terreno.

 Referencia de un caso de Aplicación.

  Sobre la base de las consideraciones anteriores,  se presenta un ejemplo de aplicación del uso de imágenes de Radar para detectar y medir el campo de deformación producto del movimiento de fallas tectónicas. En este caso se hace mención del  trabajo de investigación realizado en las zonas de Huambo –Cabanaconde en Arequipa, de los Andes Centrales, Perú.

  El interferograma calculado con imágenes de Radar Insar adquiridas  el 06/12/2002 y 12/09/2003, muestran una subsidencia hacia el sur de la falla normal Solarpampa, que forma parte del sistema de fallas Huambo- Cabanaconde. La subsidencia habría sido producida  por sismos ocurridos entre el 13/12/2002 y 14/12/2002.  En otro ejemplo, la  deformación fue detectada en dos interferogramas de la zona de Calacoa, calculados con imágenes de radar adquiridas en fechas  distintas. Esta  deformación se relacionó con un sismo asociado a una falla local de magnitud 5.4, el área de deformación producida  fue de 15 x 12 km aproximadamente  y registro una amplitud máxima de 14 cm. Las características de la falla fueron puestas en evidencia por los datos interferometricos. A continuación se muestra el interferómetro obtenido para el caso de la subsidencia registrada hacia el sur de la falla normal Solarpampa y la imagen Satelital Landsat, donde se identifican los alineamientos en estudio.

   Con este resultado se demuestra que a través de la interferometria radar se pudo detectar campos de deformación activos en áreas sismotectonicas de la Cordillera Sur Andina y asociar la ocurrencia de sismos a rasgos tectónicos bien cartografiados como es el caso del sistema de fallas Huambo-Cabanaconde.

3.- Por ultimo vale la pena mencionar otro método para determinar deformaciones, los llamados métodos geodésicos, que estudian los desplazamientos del  terreno producidos antes, durante y después del evento sísmico, el cual permitirá cuantificar los movimientos y establecer mecanismos de monitoreo. Las técnicas más utilizadas para el estudio de los desplazamientos de la corteza terrestre son el GNSS (Sistema Global de Navegación por Satélite). Para Venezuela, desde el año 2003 se han realizado campañas de medición de datos del sistema global de navegación por satélite en más de 70 puntos distribuidos en el oriente y occidente. Para el año 2015 se instalaron estaciones de monitoreo continuo, como una herramienta adicional a esta iniciativa y se incorporó la técnica de interferometria diferencial de radar de apertura sintética (Dinsar) al estudio de las fallas El Pilar y Bocono, donde los resultados obtenidos han sido satisfactorios para el estudio de la geometría de las fallas, comportamiento en el antes, durante y después de ocurrido el evento sísmico, deformación superficial, tasas de movimiento horizontal y vertical. Esta Información esta referida en el  artículo “Aplicación de la geodesia espacial en el estudio de fallas activas en Venezuela”.

Conclusión

   Las imágenes de radar dan buenos resultados en estudios geológicos, específicamente para definir los principales rasgos estructurales.

   El uso de la técnica de interferometria diferencial junto con otros métodos de monitoreo geofísicos y geodésicos permitirá detectar de forma anticipada focos sísmicos producto del movimiento de las fallas geológicas,  haciendo importantes contribuciones  en el desarrollo de sistemas de alerta temprana para la reducción de los riesgos y mejoras en la planificación territorial.

Referencias bibliográficas

– Aplicación de la geodesia espacial en el estudio de fallas activas en Venezuela. Disponible en http://www.researchgate.net

– Ejemplos de deformación producto de la tectónica extensiva en las zonas de Huambo-Capanaconde en Arequipa y Calacoa-Huaytire (Moquegua), de Los Andes Centrales vistos por interferometria Radar – INSAR. Disponible en http://app.ingemmet.gob.pe.

 

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