La Interferometría de Radar de Apertura Sintética (InSAR) es una tecnología de observación terrestre basada en microondas que utiliza datos de imágenes complejas de sistemas radar satelitales o aerotransportados para reconstruir la elevación del terreno y monitorear deformaciones. Desde sus primeras aplicaciones planetarias en los años 70, InSAR ha evolucionado como herramienta esencial en alertas de riesgos geológicos, monitoreo de subsidencia urbana y análisis de movimiento glaciar. Sus ventajas clave incluyen:
- 🌍 Capacidad de monitoreo continuo
Las señales de microondas penetran nubes, lluvia y oscuridad, independientes de condiciones lumínicas;
- 📏 Precisión milimétrica
Precisión de monitoreo de deformación hasta nivel milimétrico, precisión altimétrica submétrica;
- 🛰️ Cobertura extensa
Una sola imagen satelital cubre cientos de km², permitiendo observación regional continua.
Interferometría de fase y procesamiento de datos
Diferencia de fase e inversión de deformación
InSAR calcula deformaciones comparando diferencias de fase entre dos observaciones radar del mismo área. Los cambios en la trayectoria de las ondas radar debido a variaciones de elevación o desplazamiento generan diferencias de fase en las señales. El proceso de interpretación incluye:
- Registro de imágenes (precisión subpíxel)
Alineación precisa de píxeles entre imágenes SAR con error subpíxel;
- Generación de interferograma
Multiplicación de imágenes complejas para crear interferograma con diferencias de fase;
- Desenrollado de fase
Eliminación de ambigüedad periódica para recuperar valores de fase reales;
- Cálculo de deformación
Conversión de diferencias de fase a desplazamientos verticales/horizontales usando parámetros orbitales y modelos geométricos.
Restricciones de línea base temporal y espacial
- Línea de base temporal
Línea de base temporal: El intervalo entre dos observaciones debe adaptarse a la tasa de deformación. Por ejemplo, la banda C (como el satélite Sentinel-1) es adecuada para monitoreo rápido de deformación (como terremotos) con líneas de base temporales cortas (<84 días), mientras que la banda L (como el satélite ALOS-2) con líneas de base largas (>360 días) es más apropiada para análisis de movimientos tectónicos lentos.
- Línea de base espacial
El componente vertical del espaciamiento orbital debe mantenerse bajo un umbral (ej. banda C <300m) para evitar pérdida de coherencia. Líneas de base excesivas aumentan el ruido de fase, requiriendo optimización orbital o corrección algorítmica.
- Evolución de técnicas InSAR secuenciales
El análisis de interferometría simple (D-InSAR) es vulnerable a ruido atmosférico y pérdida de coherencia. Las técnicas InSAR secuenciales procesan múltiples imágenes temporales (normalmente 20-100 escenas) separando tendencias de deformación, fluctuaciones estacionales y ruido aleatorio.
- PS-InSAR (Técnica de dispersores permanentes)
Extrae series temporales de alta precisión en áreas urbanas usando reflectores estables (edificios, puentes).
- SBAS-InSAR (Técnica de conjuntos de pequeñas líneas de base)
Mejora la disponibilidad de datos en áreas vegetadas seleccionando pares interferométricos con líneas de base espaciales cortas.
- DS-InSAR (Técnica de dispersores distribuidos)
Potencia la capacidad de monitoreo en terrenos complejos utilizando propiedades estadísticas de dispersores naturales.
Aplicaciones en ingeniería: Desde riesgos geológicos hasta seguridad urbana
Alerta temprana y evaluación de riesgos geológicos
- Monitoreo de deslizamientos
En el deslizamiento de Baige del río Jinsha (2018), InSAR detectó fase de aceleración previa, combinando con modelos de velocidad inversa (INV) para predecir ventanas temporales críticas.
- Análisis de deformación sísmica
InSAR mapea campos de deformación cosísmica cuantificando desplazamientos de fallas. Ej: El terremoto de Landers 1992 en EE.UU. fue portada de Nature validando esta tecnología.
Seguridad de infraestructura urbana
- Control de subsidencia
El Aeropuerto de Beijing implementó reflectores de esquina (CR) alcanzando 0.1mm de precisión para monitorear dinámicas de fracturas.
- Estabilidad de taludes en embalses
Técnicas patentadas InSAR monitorean deformaciones milimétricas en rocas basales inclinadas, revelando mecanismos de falla progresiva.
- Monitoreo de túneles metro
Ciudades como Shanghai y Ciudad de México usan mapas de riesgo de subsidencia InSAR para guiar refuerzos estructurales en metro.
Hidrogeología y gestión de recursos
- Monitoreo de recuperación de aguas subterráneas
En la llanura de China Norte, InSAR detectó desfases de 3-6 meses entre lluvias y recuperación acuífera, ofreciendo nuevos métodos para calcular módulos elásticos.
- Control de subsidencia en campos petroleros
InSAR optimiza esquemas de inyección de agua para prevenir colapsos en yacimientos petrolíferos.
La tecnología InSAR logra monitoreo continuo de deformación superficial con precisión milimétrica, capturando características de movimiento cortical desde escalas diarias hasta decenales con resolución espaciotemporal sin precedentes.