InSAR en presas de jales: cómo detectar deformación del talud

En un depósito de jales, el InSAR mide el talud exterior, la corona, la playa y el terreno de alrededor cada 6 a 12 días, sin instalar nada. En dos depósitos que medimos durante diez años, el umbral afirmable fue de ±7,2 y ±6,7 mm/año, y uno de los taludes acumuló −0,77 m. Lo que no mide es el interior de la estructura ni la presión de poro.

Este artículo es para quien tiene que vigilar un depósito en operación o cerrado y decidir qué parte del trabajo puede hacerse desde satélite.

Qué se mide en un depósito, y qué significa

Un depósito de jales se vigila por partes, porque cada una responde a un mecanismo distinto.

La estructura se mira por zonas porque no todas fallan igual ni se miden igual de bien.

• El talud exterior es el que falla. Un descenso sostenido con componente horizontal es la señal que importa.
• La corona marca el estado del recrecimiento y el asiento del cuerpo.
• La playa y la laguna informan de la operación, aunque la lámina de agua no devuelve señal.
• El terreno de alrededor es el control: si se mueve igual que el depósito, el fenómeno es regional.

El orden de la revisión importa. Primero se mira si el conjunto de la instalación se mueve respecto a su entorno; después, si alguna parte se mueve respecto al resto de la instalación. La primera pregunta descarta un fenómeno regional —un acuífero en descenso, por ejemplo— y la segunda es la que habla del comportamiento de la estructura.

Ese último punto es el que convierte una cifra en información. En el depósito de jales del noroeste, el punto de control en suelo natural, a menos de un kilómetro, midió +2,0 y −1,8 mm/año en una y otra órbita: cero dentro del ruido. El talud sur, en cambio, descendía.

Dos depósitos, dos resultados opuestos

Medimos dos instalaciones mineras del norte de México con el mismo procedimiento, entre 2016 y 2026, con las dos órbitas y anclaje a estaciones GNSS de la red pública. Ninguna de las dos es un encargo: son mediciones propias sobre sitios documentados.

En el primero, el talud sur del depósito se mueve y las dos órbitas lo confirman. El acumulado del periodo llegó a −0,77 m, y 8,1 km² del área —el 8 % de la superficie medida— superan los 10 mm/año.

En Cananea ocurre lo contrario: la corona del depósito mide −1,8 mm/año en ambas órbitas y la playa entre −3,1 y −3,8, todo por debajo del umbral del sitio, que es de ±6,7 mm/año. El depósito está quieto. Lo que se mueve está al suroeste del tajo, en una zona de 1 a 2 km² que desciende a −60/−70 mm/año.

Dos instalaciones parecidas, resultados opuestos: por eso no se puede extrapolar de una a otra.

La comparación deja además una lección sobre el alcance. En los dos casos el área procesada supera los 50 km², mucho más que el depósito: se incluye el entorno completo porque sin terreno natural alrededor no hay con qué comparar. Recortar el polígono al perímetro de la estructura abarata el estudio y lo deja sin control, que es la forma más cara de ahorrar.

Y una sobre la validación: en el primer caso el acuerdo entre órbitas fue de r = 0,68 sobre 100.975 píxeles, con anclas GNSS a 58 y 114 km; en el segundo, r = 0,78 sobre 142.105 píxeles. Son cifras que se declaran junto al resultado, porque son las que permiten juzgarlo.

Qué hace falta para medir un depósito

El radar necesita que la superficie devuelva una señal parecida entre pasadas [2]. En un depósito de jales eso se cumple en unas zonas y falla en otras.

El talud exterior, cuando está seco y consolidado, es buena superficie: mantiene la coherencia durante años. La corona y los caminos de operación también, salvo en tramos recién recrecidos. La playa húmeda, en cambio, cambia con cada descarga, y la laguna no devuelve nada.

El entorno importa tanto como la estructura. Si el depósito está encajado en un valle con vegetación densa, la coherencia del terreno natural cae y el punto de control se complica. Es una de las razones por las que la viabilidad se hace antes y no después: no todos los depósitos permiten la misma vigilancia, y conviene saberlo antes de comprometer un plan de monitoreo.

Conviene además fijar el marco temporal. El archivo arranca en 2015, así que un depósito construido antes tiene década y media de historia recuperable, y uno reciente solo la ventana desde su construcción.

Cuando las dos órbitas discrepan, eso también es un dato

Una diferencia entre la medida ascendente y la descendente suele leerse como error. No siempre lo es.

En el talud sur del depósito del noroeste, las dos órbitas difieren en 8,7 mm/año, por encima del límite de detección de ±7,2. Esa discrepancia delata una componente horizontal: el talud no solo baja, se desplaza hacia fuera. Es exactamente el patrón que interesa vigilar en una estructura de contención.

Sin las dos geometrías, esa conclusión no existe. Por eso el alcance mínimo razonable en un depósito incluye ascendente y descendente, aunque encarezca el estudio.

Depósitos cerrados: el caso donde más aporta

Un depósito en operación tiene personal, instrumentación y revisiones. Uno cerrado o abandonado, casi nunca.

Ahí la medición satelital cambia el problema. No hay que instalar nada ni acceder al sitio, y el archivo permite reconstruir cómo se ha comportado la estructura desde 2015, incluso si nadie la visitó en esa década. Para un pasivo ambiental heredado, esa reconstrucción suele ser la única evidencia disponible.

Lo que se obtiene es una serie por punto sobre corona, taludes y entorno, con su umbral declarado, y un mapa de las zonas que se mueven más que el ruido. Con eso se prioriza: qué depósito de una cartera necesita visita y cuál puede esperar.

La misma lógica vale para una cartera grande de instalaciones. Vigilar veinte depósitos con instrumentación es caro; cribarlos desde satélite y dirigir el trabajo de campo a los que lo piden es una decisión de coste, no de tecnología [3].

Qué no ve el satélite en un depósito de jales

El InSAR mide la superficie. No aporta presión de poro, ni nivel freático, ni movimiento interno del cuerpo del depósito, que son variables centrales en los mecanismos de licuación. Tampoco resuelve un movimiento que se acelere en horas.

Los métodos de serie temporal reducen el ruido apilando decenas o cientos de fechas sobre los mismos puntos [4], pero ninguno inventa señal donde la superficie no la devuelve. Hay además limitaciones de superficie. La playa húmeda y la laguna no devuelven señal estable; la vegetación del entorno decorrelaciona; y si el depósito está en un valle encajado, parte del talud puede quedar en sombra de radar desde una de las dos órbitas.

Eso no reduce el valor de la medida: la sitúa. El satélite da cobertura continua de toda la superficie y una década de histórico que ninguna instrumentación nueva puede reconstruir. La instrumentación da alta frecuencia y variables internas donde está instalada. Cómo se combinan las dos capas lo desarrollamos en InSAR con GNSS, piezómetros e inclinómetros.

Qué exigir en un monitoreo de depósito

1. Las dos órbitas, y la descomposición vertical y este–oeste.
2. El umbral del sitio en mm/año, con el método usado para estimarlo.
3. Un punto de control en terreno natural fuera de la estructura.
4. La superficie medida y la no medida, con su máscara.
5. El histórico desde 2015, no solo la ventana contratada.
6. Los umbrales de aviso pactados y qué ocurre cuando se superan.

Esos seis puntos son también los que permiten comparar dos ofertas. Sin umbral declarado y sin control externo, dos informes con el mismo mapa de colores pueden estar diciendo cosas distintas, y nadie tiene forma de saber cuál.

Los estándares internacionales de gestión de relaves exigen un programa de monitoreo integrado y verificable, coherente con los modos de fallo identificados [1]. Cómo encaja el satélite en ese marco lo tratamos en InSAR y GISTM.

Preguntas frecuentes

¿Se puede vigilar un depósito sin instalar nada?

Sí, la medida satelital no necesita equipos en el sitio. Otra cosa es que baste: para presión de poro hace falta instrumentación.

¿Qué precisión se alcanza en un talud de jales?

En nuestros dos casos, ±7,2 y ±6,7 mm/año. Depende de la coherencia del material y del relieve del entorno.

¿Sirve para depósitos cerrados o abandonados?

Sí, y es uno de los usos más claros: no hay instrumentación viva y el archivo permite reconstruir su comportamiento desde 2015.

¿Detecta un movimiento antes de una falla?

Detecta aceleraciones y cambios de patrón en la superficie, con la cadencia de las pasadas. No es un sistema de alarma de minutos.

¿Cuánta superficie hay que contratar?

La del depósito más su entorno: sin terreno natural alrededor no hay control, y sin control la cifra no se puede interpretar.

En un depósito de jales, la pregunta no es si el satélite mide, sino con qué umbral y sobre qué parte de la estructura. Eso se resuelve antes de cotizar, en la viabilidad del monitoreo InSAR de depósitos de residuos mineros.

---

Fuentes

1. Global Tailings Review. Global Industry Standard on Tailings Management, agosto de 2020.
2. ESA. Sentinel-1 SAR User Guide: Interferometric Wide Swath.
3. Crosetto, M., Monserrat, O., Cuevas-González, M., Devanthéry, N. y Crippa, B. (2016). Persistent Scatterer Interferometry: A review. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, 115, 78–89.
4. NASA Earthdata. OPERA Surface Displacement from Sentinel-1 (DISP-S1), versión 1.

Imagen de portada: Sam Beebe, Thompson Creek Mine Tailing Pond (CC BY 3.0), recortada y tratada.