Evaluación del uso de técnicas InSAR para el monitoreo y detección de movimientos en masa en un sistema de alertas tempranas en los Andes colombianos

Abstract

En este trabajo se evalúa el uso de técnicas de Interferometría de Radar de Apertura Sintética (InSAR, por sus iniciales en inglés) para la detección de movimientos en masa en ambientes tropicales de montaña, específicamente en los Andes colombianos. Además, se propone una metodología para la integración de estas técnicas en un sistema de alertas tempranas en zona urbana-suburbana tomando como área de estudio el Valle de Aburrá, Colombia. El documento se estructura en cuatro artículos científicos independientes entre sí, los cuales serán potencialmente sometidos a publicación. El Artículo 1 presenta el marco teórico para la aplicación de técnicas InSAR en ambientes tropicales de montaña. Este primer artículo busca aportar al conocimiento de InSAR a la literatura en español. El Artículo 2 aborda la aplicación exitosa de InSAR a escala regional y la detección de múltiples zonas de deformación del terreno, asociadas a movimientos en masa en el área de estudio. El Artículo 3 se centra en un caso de estudio en el Valle de Aburrá, donde se aplica InSAR a un movimiento en masa que ha causado graves afectaciones desde 2018, encontrando que la zona de deformación supera en más de diez veces el perímetro definido inicialmente con recorridos de campo e instrumentación geotécnica tradicional. Este análisis permitió aproximar la extensión real de la zona de deformación, lo cual no había sido posible debido a las limitaciones del monitoreo geotécnico, además, encontrar relaciones entre los desplazamientos InSAR e información pluviométrica. Finalmente, el Artículo 4 presenta una propuesta metodológica conceptual para integrar InSAR en un sistema de alertas tempranas regional. Se concluye que InSAR es una herramienta eficaz para detectar movimientos en masa en los Andes colombianos y que su aplicación tendría positivos impactos en la gestión del riesgo de desastres.

This work evaluates the use of Interferometric Synthetic Aperture Radar (InSAR) techniques for the detection of landslides in tropical mountain environments, specifically in the Colombian Andes. Additionally, a methodology is proposed for integrating these techniques into an early warning system in urban-suburban areas, with the Aburrá Valley, Colombia, as the study area. The document is structured into four independent scientific articles. Article 1 presents the theoretical framework for the application of InSAR techniques in tropical mountain environments. This first article aims to contribute to the knowledge of InSAR in the Spanish literature. Article 2 addresses the successful application of InSAR on a regional scale and the detection of multiple areas of ground deformation associated with landslides in the study area. Article 3 focuses on a case study in the Aburrá Valley, where InSAR is applied to a landslide that has caused significant impacts since 2018, revealing that the deformation area exceeds the initially defined perimeter from field surveys and traditional geotechnical instrumentation by more than ten times. This analysis allowed for an estimation of the actual extent of the deformation area, which had not been possible due to the limitations of geotechnical monitoring. Additionally, it identified relationships between InSAR displacements and rainfall data. Finally, Article 4 presents a conceptual methodological proposal for integrating InSAR into a regional early warning system. It is concluded that InSAR is an effective tool for detecting mass movements in the Colombian Andes and that its application would have positive impacts on disaster risk management.