O Radar de Abertura Sintética Interferométrico (InSAR) é uma técnica de observação terrestre baseada em micro-ondas que utiliza dados de imagens complexas de sistemas de radar satelital ou aerotransportado para reconstruir a elevação do terreno e monitorar deformações. Desde a década de 1970, o InSAR evoluiu para se tornar uma ferramenta fundamental em áreas como alerta de desastres geológicos, monitoramento de subsidência urbana e análise de movimento de geleiras. Suas principais vantagens incluem:
- 🌍 Capacidade de monitoramento em todas as condições climáticas
Sinais de micro-ondas penetram nuvens, chuva e escuridão, sem restrições de iluminação;
- 📏 Precisão milimétrica
Detecção de deformação com precisão milimétrica e medição de elevação em nível submétrico;
- 🛰️ Cobertura de centenas de quilômetros quadrados
Uma única imagem de satélite cobre centenas de quilômetros quadrados, permitindo monitoramento regional contínuo.
Interferometria de Fase e Processamento de Dados
Diferença de fase e inversão de deformação
O InSAR utiliza a diferença de fase (Phase Difference) entre duas observações de radar da mesma região para extrair informações de deformação. Mudanças na elevação ou deslocamento da superfície alteram o caminho de propagação do feixe de radar, causando variações na fase do sinal retornado. O processo de interpretação inclui:
- Registro de imagens (precisão subpixel)
Alinhamento preciso de pixels entre duas imagens SAR com erro controlado em nível subpixel;
- Geração de interferograma
Multiplicação de duas imagens complexas para criar um interferograma com diferenças de fase;
- Desembaraçamento de fase
Remoção de ambiguidades periódicas da fase para restaurar valores reais;
- Cálculo de deformação
Conversão da diferença de fase em deslocamento vertical/horizontal usando parâmetros orbitais e modelos geométricos.
Restrições de linha de base temporal e espacial
- Linha de base temporal
Linha de base temporal: O intervalo de tempo entre duas observações deve se adequar à taxa de deformação. Por exemplo, a banda C (como o satélite Sentinel-1) é adequada para monitoramento rápido de deformação com linha de base temporal curta (<84 dias, como terremotos), enquanto a banda L (como o satélite ALOS-2) com linha de base temporal longa (>360 dias) é mais apropriada para análise de movimentos crustais lentos.
- Linha de base espacial
O componente vertical do espaçamento orbital deve ser controlado dentro de um limite (ex: banda C <300m) para evitar descoerência do sinal. Linhas de base muito longas aumentam o ruído de fase, exigindo correção via otimização orbital ou algoritmos.
- Evolução da tecnologia InSAR sequencial
A análise de interferometria única tradicional (D-InSAR) é vulnerável a ruídos atmosféricos e descoerência. A tecnologia InSAR sequencial processa múltiplas imagens temporais (geralmente 20-100 cenas) para separar tendências de deformação de longo prazo, flutuações sazonais e ruído aleatório.
- PS-InSAR (Técnica de Dispersores Permanentes)
Extrai sequências de deformação de alta precisão em áreas urbanas usando alvos estáveis (edifícios, pontes);
- SBAS-InSAR (Técnica de Conjuntos de Pequenas Linhas de Base)
Melhora a disponibilidade de dados em áreas vegetadas selecionando pares interferométricos com linhas de base espaciais curtas;
- DS-InSAR (Técnica de Dispersores Distribuídos)
Amplia a capacidade de monitoramento em terrenos complexos utilizando características estatísticas de alvos naturais.
Aplicações de engenharia: de desastres geológicos à segurança urbana
Prevenção e avaliação de desastres geológicos
- Monitoramento de deslizamentos
No deslizamento de Baige no Rio Jinsha (2018), o InSAR detectou precocemente a fase de aceleração, combinando com modelos de velocidade inversa (INV) para prever janelas temporais críticas.
- Análise de deformação sísmica
O InSAR mapeia campos de deformação cosísmica, quantificando deslocamentos de falhas. Ex: O mapa do terremoto de Landers (1992) nos EUA foi capa da 《Nature》.
Segurança de infraestrutura urbana
- Controle de subsidência
O Aeroporto de Pequim atingiu 0,1 mm de precisão usando refletores de canto (CR) para monitorar fissuras;
- Estabilidade de margens de reservatórios
Técnicas patenteadas permitem monitoramento milimétrico em rochas basculantes, revelando mecanismos de falha progressiva;
- Monitoramento de túneis metroviários
Cidades como Xangai usam mapas de risco de subsidência para orientar reforços estruturais em metrôs.
Hidrogeologia e gestão de recursos
- Monitoramento de recuperação de aquíferos
No Norte da China, o InSAR detectou defasagem de 3-6 meses entre chuva e recuperação de aquíferos;
- Controle de subsidência em campos de petróleo
Otimiza esquemas de injeção de água para prevenir colapsos em campos petrolíferos.
O InSAR fornece monitoramento contínuo com precisão milimétrica, capturando movimentos crustais desde escalas diárias até decadais com resolução espaço-temporal sem precedentes.