INVESTIGADORES
EUILLADES Leonardo Daniel
congresos y reuniones científicas
Título:
NUEVOS AVANCES EN INTERFEROMETRÍA DIFERENCIAL DE RADAR APLICADA AL ESTUDIO DE VOLCANES ACTIVOS
Autor/es:
LEONARDO D. EUILLADES; PABLO A. EUILLADES; MAURO H. BLANCO
Lugar:
Neuquén
Reunión:
Congreso; XVIII Congreso Geológico Argentino; 2011
Institución organizadora:
Asociación Geológica Argentina
Resumen:
En las últimas décadas, el Radar de Apertura Sintética (SAR) se ha convertido en una de las principales
herramientas para el monitoreo de grandes extensiones de superficie terrestre. Esto se ha sustentado en las
características propias del radar: un sensor remoto poco sensible a la presencia de nubes, con capacidad de visión
nocturna y que permite detectar cambios en la elevación de la superficie terrestre. Ésta última característica es la
base de un gran número de trabajos de investigación en los cuales se lo ha utilizado para medir tanto las cotas
topográficas de las áreas de estudio (Zebker et al., 1994) como la deformación asociada a distintos eventos
naturales ó antropogénicos (Massonnet et al., 1998). Entre los fenómenos causantes de la deformación cortical
que pueden ser analizados se encuentran los eventos sísmicos (Massonnet et al., 1993; Peltzer et al., 1995), la
actividad volcánica (Lundgren et al., 2003), el movimiento de fluidos del subsuelo (Bell et al., 2008), etc.
El radar es un sistema que emite ondas electromagnéticas de una determinada longitud (en el rango de las
microondas) sobre la superficie terrestre. Las ondas emitidas interactúan con los elementos presentes en la
superficie terrestre produciendo el fenómeno de dispersión de la onda. Durante el proceso, parte de la onda es
retro-dispersada por los elementos contenidos en la celda de resolución nuevamente hacia el radar. De esta
manera, el radar es capaz de medir la distancia a la que se encuentra un objeto sobre la superficie a partir del
retardo de tiempo producido entre la emisión de la onda electromagnética y la detección de la onda retrodispersada. Sin embargo, para medir inequívocamente las cotas de una determinada porción de la superficie
terrestre es necesario disponer de al menos un par de imágenes de radar de la misma zona de interés adquirido
desde posiciones ligeramente distintas (Hanssen 2001). La técnica que permite realizar esto se denomina
Interferometría SAR (ó InSAR) y basa su funcionamiento en estimar las diferencias de fase producidas al
observar la misma porción de superficie terrestre desde posiciones ligeramente distintas (Zebker et al., 1986).
Posteriormente, no tardó en desarrollarse la idea de utilizar el radar para detectar deformaciones de la
corteza terrestre. Es así como nacen las técnicas de Interferometría Diferencial SAR (ó DInSAR) (Gabriel et al.,
1989), que representan el mayor avance tecnológico en la detección remota de los cambios producidos sobre la
superficie terrestre. El principio de funcionamiento de las mismas se basa en utilizar conjuntos grandes de
imágenes de radar para estimar mapas de diferencias de fase (ó interferogramas) de acuerdo a la metodología
clásica de InSAR. Posteriormente, y por medio de un Modelo Digital de Elevación (MDE) de la superficie
analizada se elimina la componente topográfica de los interferogramas obteniéndose mapas de fase diferenciales.
La fase remanente en estos mapas se puede asociar directamente (descartando posibles fuentes de error tales
como atmósfera, decorrelación, etc.) a la deformación de la superficie terrestre durante el período de tiempo
analizado. En este campo de aplicación, una de las técnicas más conocidas es aquella denominada Small
BAseline Subsets (SBAS) (Berardino et al., 2002), que permite obtener series temporales de deformación con
una elevada resolución espacial mediante la formación de conjuntos de imágenes caracterizados por su pequeña
separación tanto temporal como espacial.
La condición más importante para la aplicación de la técnica descrita es la existencia de conjuntos grandes
de imágenes de radar. Particularmente en la Argentina, el mayor archivo de imágenes SAR está constituido por
productos adquiridos por los satélites ERS-1/2 de la Agencia Espacial Europea (ESA) entre 1997 y 2010, a partir
de los convenios existentes entre la Comisión Nacional de Actividades Espaciales (CONAE) y la ESA. Sin
embargo, distintas fallas sufridas en el sistema de apuntamiento del radar ERS-2 (Rosich et al., 2000) han
limitado de manera importante las capacidades interferométricas de sus productos con posterioridad a Febrero de
2000. En este trabajo se presenta un importante avance desarrollado sobre la base de la metodología SBAS
(Euillades et al., 2010), que permite el procesamiento de imágenes de radar atenuando los efectos producidos por
las fallas sufridas por el radar ERS-2. Esta variante permite maximizar la utilización de las imágenes SAR
disponibles y mejorar la cobertura temporal de los resultados, siendo ésta una de las principales características a
considerar cuando se estudia el comportamiento temporal de la deformación (ya que es lo que permite
determinar patrones, tendencias, periodicidad, etc.). En el caso particular de los volcanes ubicados en la
Argentina, esta variante hace posible la obtención de resultados que no se obtendrían con las técnicas
tradicionales. La efectividad de la metodología desarrollada se demuestra analizando un caso testigo que
comprende actividad volcánica en el sur de Italia: la Caldera de Campi Flegrei y el volcán Vesubio.
Finalmente, se analizan las posibilidades de aplicación de la metodología desarrollada para el monitoreo
de volcanes dentro de la Argentina y Chile, considerando la existencia de imágenes de archivo. Entre los
volcanes incluidos se encuentran Copahue, Planchón-Peteroa, Lascar, Hudson, Chaiten, Llaima y Cayaqui.