IW Sentinel-1 satellite scenes for the investigation of mine slope stability: experiences from the Riacho dos Machados gold mine (Brazil)

Imágenes IW Sentinel-1 para la investigación de la estabilidad de pendientes de minas: experiencias de la mina de oro Riacho dos Machados (Brasil)

En la última década, la interferometría por dispersor persistente (PSI) se ha empleado para predecir inestabilidades en minas a cielo abierto. El PSI es una técnica poderosa que combina datos satelitales de radar para detectar y monitorear diminutos desplazamientos de superficie en vastas áreas. En los últimos años, la misión de radar Sentinel-1 ha producido imágenes del globo adquiridas con diferentes resoluciones espaciales y temporales que ahora están disponibles gratuitamente. En los últimos años, las laderas de las paredes de la mina de oro Riacho dos Machados - MRDM (provincia de Minas Gerais, sureste de Brasil) han registrado grandes rupturas planas controladas por planos de foliación. Por lo tanto, el objetivo de este trabajo es evaluar una pila de 39 imágenes IW (Interferometric Wide) del satélite Sentinel-1, que abarcan desde enero de 2018 hasta abril de 2019, adquiridas en geometría de órbita descendente, para la detección y monitoreo de desplazamientos de superficie en la MRDM. Los resultados han demostrado que las escenas descendentes IW Sentinel-1 se pueden utilizar para proporcionar una imagen amplia del fenómeno de deformación LOS (línea-de-visión). Para monitorear la evolución de los fenómenos de deformación inducidos por las actividades mineras, los mapas de deformación LOS con precisión milimétrica solo se pueden entregar al menos cada 12 días.

Introducción

Las actividades mineras inducen inevitablemente desplazamientos superficiales. Si no se detectan e interpretan correctamente, pueden superar los límites aceptables y acabar provocando averías que afecten a la producción, la seguridad de los trabajadores y los equipos mineros. Para evitar estos problemas, se suelen emplear sistemas de control geotécnico in situ, como la nivelación óptica, el GPS, la interferometría de radar terrestre y el extensómetro. Sin embargo, estos métodos sólo se utilizan tras la detección de problemas geotécnicos mediante inspección sobre el terreno, como grietas en el terreno, fallos en la roca/suelo y cambios repentinos en el comportamiento de las aguas subterráneas. Además, los sistemas tradicionales de monitorización geotécnica sólo pueden proporcionar información puntual sobre el estado de deformación de la actividad.

Con el fin de anticipar situaciones de riesgo en las actividades mineras, técnicas de teledetección como la Interferometría de Dispersión Persistente - PSI se han utilizado cada vez más en la última década (Pinto et al., 2015; Hartwig, 2016; Hartwig et al., 2013; Colesanti y Wasowski, 2006). Este enfoque basado en satélites permite detectar y monitorizar minúsculos desplazamientos de la superficie en grandes áreas con una precisión entre milimétrica y centimétrica, de día y de noche, independientemente de las condiciones meteorológicas. El método PSI consiste en combinar grandes conjuntos de escenas complejas de radar de apertura sintética (SAR), obtenidas desde diferentes posiciones tanto en el espacio como en el tiempo. Este enfoque explota las diferencias de fase de las señales de objetivos terrestres que presentan una gran estabilidad temporal de fase, designados como dispersores persistentes - PS. Dado que la fase de la onda electromagnética depende de la distancia entre la antena y el objetivo, es posible rastrear desplazamientos superficiales a lo largo del tiempo.