{"id":188743,"date":"2015-01-19T16:26:00","date_gmt":"2015-01-19T18:26:00","guid":{"rendered":"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/?p=188743"},"modified":"2015-11-23T19:35:59","modified_gmt":"2015-11-23T21:35:59","slug":"medidas-espaciales","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/medidas-espaciales\/","title":{"rendered":"Medidas espaciales"},"content":{"rendered":"
\"Secuencia

INPE<\/span><\/a> Secuencia de im\u00e1genes satelitales de Caraj\u00e1s que revela deformaciones milim\u00e9tricas, seg\u00fan la barra de colores, en taludes y amontonamientos de material no aprovechado en los c\u00edrculos A y B durante el lapso de un a\u00f1oINPE<\/span><\/p><\/div>\n

La miner\u00eda es una actividad compleja, que reviste diversos riesgos. Uno de los m\u00e1s preocupantes est\u00e1 asociado al colapso de los taludes, que son las laderas que forman el l\u00edmite lateral de las minas a cielo abierto, aqu\u00e9llas en las que se excava por debajo de la superficie del terreno. Cuando ceden esos abruptos paredones, de hasta 15 metros de altura, la mina puede sufrir un desmoronamiento y poner en riesgo la vida de los trabajadores, causando da\u00f1os materiales y la interrupci\u00f3n de las operaciones en el lugar. Para evitar que ocurran tales accidentes, los taludes que presentan grietas, surcos o alg\u00fan tipo de movimiento de tierra se monitorean de cerca mediante radares y otros dispositivos en tierra. Y en poco tiempo m\u00e1s, se dispondr\u00e1 de una nueva tecnolog\u00eda, basada en la provisi\u00f3n de im\u00e1genes satelitales, que podr\u00eda ayudar a realizar un monitoreo predictivo de los taludes, tornando m\u00e1s segura la explotaci\u00f3n minera en Brasil.<\/p>\n

Esta innovaci\u00f3n es el resultado de un proyecto de investigaci\u00f3n desarrollado en el marco de un convenio firmado por la empresa Vale, la FAPESP, la Fundaci\u00f3n de Apoyo a la Investigaci\u00f3n Cient\u00edfica del Estado de Minas Gerais (Fapemig) y la Fundaci\u00f3n Amazonia Paraense (Fapespa). Dicho proyecto, que comenz\u00f3 en 2012, tiene como objetivo realizar la detecci\u00f3n y el monitoreo de estabilidades de taludes y de deformaciones superficiales en las minas de hierro a cielo abierto que Vale posee en el Complejo Minero de Caraj\u00e1s, estado de Par\u00e1, con la ayuda de un m\u00e9todo avanzado e in\u00e9dito en Brasil, la interferometr\u00eda diferencial de im\u00e1genes de radar. Por medio de esta t\u00e9cnica, a la que se conoce simplemente por la sigla DInSAR (del ingl\u00e9s Differential Interferometric Synthetic Aperture Radar), las im\u00e1genes de alta definici\u00f3n registradas por sat\u00e9lites suministran informaciones que permiten la detecci\u00f3n milim\u00e9trica de desplazamientos del terreno de los taludes y de las dem\u00e1s estructuras que componen el complejo minero, tales como las rampas de acceso, monta\u00f1as de acumulaci\u00f3n de material est\u00e9ril (material no aprovechado), cintas transportadoras, barreras, carreteras y v\u00edas f\u00e9rreas, entre otras.<\/p>\n

\u201cLa mayor novedad del proyecto, finalizado en el mes de diciembre pasado, consisti\u00f3 en mostrar que la tecnolog\u00eda espacial DinSAR puede utilizarse para el monitoreo de las condiciones de estabilidad en minas activas a cielo abierto, brindando medidas precisas de desplazamientos en la superficie de las estructuras mineras y asociadas\u201d, afirma el ge\u00f3logo Waldir Renato Paradella, investigador del Instituto Nacional de Investigaciones Espaciales (Inpa) y coordinador del proyecto FAPESP-Vale. \u201cEsa t\u00e9cnica ha sido utilizada en otros pa\u00edses para el monitoreo de condiciones de deformaciones en yacimientos de petr\u00f3leo y gas en tierra y en obras de ingenier\u00eda urbana, tales como apertura de t\u00faneles y construcci\u00f3n de subterr\u00e1neos metropolitanos. En Italia, por ejemplo, los radares orbitales proveen informaci\u00f3n que ayuda a monitorear terremotos. La investigaci\u00f3n en Caraj\u00e1s fue el primer test en una mina activa a cielo abierto en condiciones tropicales h\u00famedas\u201d.<\/p>\n

\"Imagen

INPE<\/span><\/a> Imagen del sat\u00e9lite TerraSAR-X de Caraj\u00e1s, en marzo de 2012, que muestra las minas en trazos finos y paralelos y una represa en el punto oscuro de mayor tama\u00f1oINPE<\/span><\/p><\/div>\n

En el transcurso del proyecto, la t\u00e9cnica se mostr\u00f3 eficiente al confirmar las deformaciones detectadas por la divisi\u00f3n geot\u00e9cnica de Vale en la mina N5W, una de las tres a cielo abierto que forman parte del Complejo de Minas de Hierro de Caraj\u00e1s. A trav\u00e9s de la tecnolog\u00eda DinSAR se pudo evaluar cuantitativamente las grietas en la rampa de acceso a la mina y las fracturas en las caras de los taludes, adem\u00e1s de su alcance. \u201cEsta nueva tecnolog\u00eda es una herramienta predictiva con elevado grado de confiabilidad. Estamos interesados en incorporarla en el futuro a nuestras operaciones y emplearla para el monitoreo permanente de las \u00e1reas de inter\u00e9s\u201d, resalta el ge\u00f3logo Luciano Mozer Assis, del Departamento de Planificaci\u00f3n y Desarrollo de Ferrosos de Vale. Seg\u00fan Assis, el uso de im\u00e1genes de radar de apertura sint\u00e9tica (en ingl\u00e9s Synthetic Aperture radar o SAR) a bordo del sat\u00e9lite posee ventajas en relaci\u00f3n con las t\u00e9cnicas comunes porque ellas abarcan grandes \u00e1reas, pueden tomarse bajo condiciones de nubosidad y tambi\u00e9n en per\u00edodo nocturno.<\/p>\n

Cuando se toma una imagen, la antena de un radar SAR, instalado en un sat\u00e9lite orbital, emite millones de pulsos de ondas electromagn\u00e9ticas hacia el suelo. Cuando el campo el\u00e9ctrico irradiado interact\u00faa con el blanco en el terreno, parte de la se\u00f1al es reflejada y captada por la antena. Mediante t\u00e9cnicas de procesamiento, se analizan dos propiedades fundamentales de esa se\u00f1al retrorreflexiva: la amplitud y la fase. La amplitud indica cu\u00e1nto de la iluminaci\u00f3n refleja el blanco, mientras que la fase muestra cu\u00e1n distante se encuentra el blanco de la antena. Por lo tanto, la fase revela la distancia del sensor radar hasta determinado punto registrado en imagen del terreno. La interferometr\u00eda SAR se vale de las mediciones de cambio de fase de la se\u00f1al entre dos im\u00e1genes adquiridas bajo la misma \u00e1rea en tiempos diferentes. La diferencia de fase entre un par de imagen recibe el nombre de interferograma.<\/p>\n

\"054-057_FAPESP<\/a>\u201cCuando un blanco del terreno presenta movimiento entre dos im\u00e1genes, la distancia entre el sensor radar y el blanco se altera, lo cual se expresa mediante una diferencia de fase. Cuando esa diferencia est\u00e1 relacionada a un punto localizado en un talud de la mina, probablemente indica que se produjo un desplazamiento en el lugar\u201d, explica Paradella. La presencia de nubes, humedad y contaminaci\u00f3n no causa interferencias significativas en la captaci\u00f3n de las se\u00f1ales, pero la precisi\u00f3n de las mediciones puede verse afectada por retrasos de la se\u00f1al hasta alcanzar el suelo. Esos atrasos normalmente se encuentran asociados al comportamiento de la trop\u00f3sfera, la capa m\u00e1s baja de la atm\u00f3sfera terrestre. \u201cEsos \u2018ruidos\u2019 se corrigen mediante la t\u00e9cnica PSI [la sigla inglesa para Persistent Scatterer Interferometry], desarrollada por cient\u00edficos de la Universidad Polit\u00e9cnica de Mil\u00e1n y patentada por la empresa italiana TRE como modelo PSInSAR\u201d, dice Paradella. Para la ejecuci\u00f3n del trabajo, los cient\u00edficos trabajaron con 33 im\u00e1genes de las minas de Caraj\u00e1s generadas por el sat\u00e9lite alem\u00e1n TerraSAR-X, que orbita la Tierra a una altura de 514 kil\u00f3metros y pasa sobre territorio brasile\u00f1o cada once d\u00edas. En caso en que el intervalo entre las tomas de registro fuese en un tiempo menor, las posibilidades de detecci\u00f3n de deformaciones en el terreno ser\u00edan mayores. En funci\u00f3n de los buenos resultados logrados por el estudio, Vale contempla la puesta en campo de un nuevo proyecto, en este caso dirigido a las minas del denominado Cuadril\u00e1tero Ferr\u00edfero, situadas en Minas Gerais. En este caso, se utilizar\u00e1n datos combinados de dos sat\u00e9lites, el TerraSAR-X y el italiano Cosmo-SkyMed. \u201cDesde el punto de vista metodol\u00f3gico, la investigaci\u00f3n en el Cuadril\u00e1tero Ferr\u00edfero, cuya duraci\u00f3n prevista es de dos a\u00f1os, ser\u00e1 complementaria a la de Caraj\u00e1s. Actualmente, con el sistema Cosmo-SkyMed, el tiempo de revista de la mina descender\u00eda a ocho d\u00edas\u201d, dice Paradella. Con el uso de otros futuros sat\u00e9lites, la tendencia apunta que el per\u00edodo de adquisici\u00f3n de datos sea cada vez menor, lo que mejorar\u00e1 la capacidad de detecci\u00f3n de deformaciones, en un tiempo m\u00e1s corto.<\/p>\n

La empresa Vale contempla el empleo de la t\u00e9cnica DinSAR en forma conjunta con radares de campo y estaciones totales topogr\u00e1ficas con prismas reflectores, los dos m\u00e9todos convencionales para el mapeo y monitoreo geot\u00e9cnico actualmente en uso en sus minas. \u201cNuestra idea es que el m\u00e9todo que emplea informaci\u00f3n satelital se sume a las t\u00e9cnicas convencionales de campo. Ser\u00e1 complementario a lo que ya hacemos, con la ventaja de ser predictivo. Con ello podremos optimizar nuestras operaciones\u201d, afirma el ge\u00f3logo Luciano Assis, del Departamento de Planificaci\u00f3n y Desarrollo de Ferrosos de Vale. M\u00e1s all\u00e1 del innovador DinSAR, existen otras dos t\u00e9cnicas de monitoreo. Los radares de campo, instalados en la propia mina, env\u00edan pulsos de se\u00f1ales de microondas hacia determinado objetivo \u2012una cantera de trabajo por ejemplo\u2012 y capturan esas se\u00f1ales de regreso, compar\u00e1ndolas con las se\u00f1ales enviadas en primera instancia. En caso de detectarse alg\u00fan cambio de fase entre las se\u00f1ales emitidas en diferentes momentos, podr\u00edan estar produci\u00e9ndose deformaciones superficiales en el blanco. Ese tipo de radar se utiliza en diferentes puntos de observaci\u00f3n. En Caraj\u00e1s, la empresa Vale emplea tres radares SSR (la sigla en ingl\u00e9s para Slope Stability Radar), de la empresa australiana GroundProbe, para monitorear diferentes sectores de la mina.<\/p>\n

En tanto, las estaciones totales topogr\u00e1ficas son instrumentos que realizan mediciones de \u00e1ngulos verticales y horizontales y de distancias lineales. Para ello, se debe posicionar los equipos en un sitio libre de obst\u00e1culos y poner en la mira los prismas reflectores que se adosan a un asta y se sit\u00faan sobre el punto donde se desea medir, en el caso espec\u00edfico de Vale, las caras de trabajo de los taludes. La estaci\u00f3n total emite un haz de luz l\u00e1ser, el prisma lo refleja y retorna a la estaci\u00f3n. Seg\u00fan el tiempo de respuesta y la amplitud angular detectada, una computadora interna calcula las distancias. Las se\u00f1ales reflejadas se almacenan y comparan con se\u00f1ales medidas previamente, revelando si ocurri\u00f3 alg\u00fan cambio en el comportamiento de los puntos \u2012alejamiento o aproximaci\u00f3n\u2012 con respecto al sitio donde se encuentran instalados los prismas. La limitaci\u00f3n de ese sistema y de los radares de campo radica en que proveen tan s\u00f3lo informaci\u00f3n de los sitios donde se encuentran instalados, contrariamente a la t\u00e9cnica DinSAR, cuya cobertura es mucho m\u00e1s amplia, y abarca todo el complejo minero. \u201cLa investigaci\u00f3n revel\u00f3 que el uso complementario y sin\u00e9rgico del DinSAR junto con los sistemas tradicionales constituye una configuraci\u00f3n \u00f3ptima\u201d, dice el ingeniero el\u00e9ctrico e investigador del Inpe Jos\u00e9 Claudio Mura, vicecoordinador del proyecto.<\/p>\n

M\u00e1s all\u00e1 de la generaci\u00f3n del conocimiento que conducir\u00e1 a la adopci\u00f3n de una nueva tecnolog\u00eda en la miner\u00eda brasile\u00f1a, la investigaci\u00f3n contribuy\u00f3 para con la capacitaci\u00f3n de personal de posgrado en monitoreo remoto en el Inpe, donde ya se ha finalizado un doctorado y hay dos maestr\u00edas en curso. El proyecto aprobado en la FAPESP estuvo conducido por un equipo multidisciplinario integrado por ge\u00f3logos, cart\u00f3grafos, ingenieros el\u00e9ctricos y ambientales, del Inpe, de la Facultad de Ciencias y Tecnolog\u00eda de la Universidade Estadual Paulista (Unesp), en Presidente Prudente, y del Instituto de Geociencias de la Universidad Federal de Par\u00e1 (UFPA).<\/p>\n

Proyecto<\/strong>
\nDetecci\u00f3n y monitoreo de estabilidad de taludes y deformaciones superficiales en una mina a cielo abierto por medio de t\u00e9cnicas avanzadas de interferometr\u00eda diferencial de radar: una evaluaci\u00f3n en la mina de hierro N4 (Caraj\u00e1s) utilizando datos provistos por el sat\u00e9lite TerraSAR-X (n\u00ba 2010\/ 51267-9<\/a>); Modalidad<\/strong> Apoyo a la Investigaci\u00f3n \u2013 Investigaci\u00f3n en Colaboraci\u00f3n para la Innovaci\u00f3n Tecnol\u00f3gica (Pite); Investigador responsable<\/strong> Waldir Renato Paradella (Inpe); Inversi\u00f3n<\/strong> R$ 626.273,35 y US$ 433.463,20 (FAPESP).<\/p>\n

Art\u00edculos cient\u00edficos<\/em>
\nMura, J. C. et al<\/em>. Monitoring of surface deformation in open pit mine using DInSAR Time-Series: A case study in the N5W iron mine (Caraj\u00e1s, Brazil) using TerraSAR-X data. Sept. 2014<\/a>. Proceedings<\/strong> SPIE<\/strong> RS 2014. v. 9243. oct. 2014.
\nHartwig, M. E. et al.<\/em> Detection and monitoring of surface motions in active open pit iron mine in the Amazon region, using persistent scatterer interferometry with TerraSAR-X satellite data<\/a>. Remote Sensing<\/strong>. v. 5, n. 9, p. 4719-34. sept. 2013.
\nParadella, W. R. et al<\/em>.\u00a0 Radar interferometry in surface deformation detection with orbital data.<\/a> Revista Brasileira de Cartografia<\/strong>. v. 64, n. 6, p. 797-811. dic. 2012.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Monitoreo colabora en operaciones en yacimientos a cielo abierto","protected":false},"author":23,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[1587,192],"tags":[309,312],"coauthors":[116],"class_list":["post-188743","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-investigacion-en-colaboracion-para-la-innovacion-tecnologica-en","category-tecnologia-es","tag-geologia-es","tag-innovacion"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/188743","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/23"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=188743"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/188743\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=188743"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=188743"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=188743"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=188743"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}