Observar
Imágenes de radar abiertas, con cobertura regular de la zona de interés.
Minería · Monitoreo satelital
Space Apps
2025
Sistema de apoyo a la gestión del movimiento de tierra en faenas mineras de Chile. Mide el desplazamiento del terreno con imágenes de radar satelital y emite una alerta cuando varios puntos de observación coinciden.
Estado actual Prueba de concepto con implementación de referencia reproducible, validada con datos sintéticos y series reales; pendiente de validación en terreno
Chuquicamata, Chile. Comparación del 4 al 16 de octubre de 2023 sobre 41 km².
- Sector
- Minería · Chile
- Datos
- Radar Sentinel-1 · acceso abierto
- Método
- Nodos de seguimiento y consenso
- Contexto
- Hackathon NASA Space Apps 2025 · La Florida, Santiago
Desafío oficial · NASA Space Apps 2025
Through the Radar Looking Glass: Revealing Earth Processes with SAR
El desafío propone usar radar de apertura sintética (SAR) para revelar procesos de la Tierra. Este proyecto lo aborda desde la minería: mide el desplazamiento del terreno con imágenes de radar y emite una alerta cuando varios puntos de observación coinciden.
El desafío
El movimiento de tierra en minería requiere vigilancia continua.
Taludes, botaderos y depósitos de relaves se modifican de forma permanente. Detectar a tiempo que un sector comienza a desplazarse permite anticipar derrumbes, deslizamientos o desbordes.
La inspección en terreno es indispensable, pero es puntual y costosa. El radar de apertura sintética (SAR) de los satélites Sentinel-1 observa grandes superficies de forma regular, de día y de noche, y a través de la nubosidad. Eso lo convierte en una fuente adecuada para priorizar dónde observar con mayor detalle.
El proyecto responde al desafío de radar SAR de NASA Space Apps 2025, el hackathon global de la NASA y de 14 agencias espaciales aliadas. La edición reunió a 114.094 participantes registrados en 18.860 equipos, de 167 países y territorios. El trabajo se desarrolló en la sede de Santiago, en el Parque La Araucana de La Florida, y se plantea como una prueba de concepto: demuestra que el método funciona sobre datos reales y establece la base técnica de una herramienta operativa.
Medir
Desplazamiento del terreno en una red de nodos distribuida sobre la imagen.
Alertar
Aviso cuando varios nodos vecinos coinciden en magnitud y dirección.
Propuesta
Una red de nodos sobre la imagen de radar.
El proyecto distribuye nodos de seguimiento sobre el mapa SAR de una zona minera. Cada nodo registra cómo se desplazó el terreno que lo rodea entre dos fechas y evalúa la probabilidad de que ese movimiento sea ruido de la medición. Cuando varios nodos contiguos informan un desplazamiento coherente, el sistema emite una alerta de posible derrumbe o movimiento de tierra. El criterio de consenso evita que la lectura de un solo punto genere una alarma.
- 01
Pasadas comparables
Se comparan imágenes de la misma pista del satélite, con idéntica geometría de observación. Mezclar geometrías produce diferencias que no son movimiento del terreno.
- 02
Preparación
Se reduce el moteado propio del radar y se trabaja en decibelios para conservar la textura del terreno.
- 03
Red de nodos
Una malla regular de nodos, separados 160 m, cubre la zona. Cada nodo observa un parche de 320 m.
- 04
Desplazamiento por nodo
Se busca dónde reaparece el patrón de cada parche en la segunda fecha, mediante correlación cruzada normalizada y precisión de subpíxel.
- 05
Probabilidad de movimiento
Se descuenta el desplazamiento común entre fechas, se estima el ruido de la propia escena y se calcula para cada nodo la probabilidad de que su desplazamiento sea solo ruido (valor p).
- 06
Consenso y alerta
Se agrupan los nodos vecinos en movimiento. Una alerta exige al menos cuatro nodos con una dirección común e informa magnitud, rumbo, superficie y ubicación.
Resultados
Resultados sobre una faena real.
Zona de 41 km² en Chuquicamata (Chile), con pasadas de septiembre a diciembre de 2023 de la pista 149 del satélite Sentinel-1.
Seguimiento por nodos. A la izquierda, la imagen de radar posterior. A la derecha, los nodos (puntos), los nodos en movimiento (flechas ampliadas 14 veces) y las alertas por consenso (recuadros).
- 1.399
- nodos válidos de 1.404
- 1,95 m
- ruido de medición de la escena
- 118
- nodos en movimiento (8,4 %)
- 2
- alertas por consenso, de 4 nodos cada una
Entre las 8 comparaciones consecutivas de la pista, la fracción de nodos en movimiento se mantiene entre 5,7 % y 9,9 % (mediana 8,6 %), con entre 0 y 2 alertas por par. Una faena activa remueve material de forma continua y el seguimiento registra esa actividad. Por eso cada comparación se interpreta contra la línea base de la zona, y la herramienta se aplica sobre áreas de interés concretas, como taludes o depósitos de relaves.
Fracción de nodos en movimiento entre pasadas consecutivas de la pista 149, de septiembre a diciembre de 2023.
Indicador complementario
Además del desplazamiento, el sistema mide el cambio de retrodispersión del radar, que señala alteraciones de la superficie aun cuando no hay un desplazamiento medible. Entre el 4 y el 16 de octubre marcó el 1,93 % de la zona, dentro del rango de la serie (0,51 % a 1,93 %).
Geometría de observación
Con las fechas del 16 y el 17 de octubre de 2023, el sistema no realiza la comparación: una pasada es ascendente y la otra descendente. Al forzarla, la dispersión de la diferencia pasa de 0,86 dB a 4,62 dB y las imágenes dejan de ser comparables.
Cambio entre el 4 y el 16 de octubre de 2023. Aumentos en amarillo y descensos en azul.
Validación
Validación con desplazamientos conocidos.
Para medir el método sin ambigüedad, se desplaza un bloque de terreno sintético una distancia exacta entre dos fechas, con ruido de radar independiente en cada una. La prueba se repite en 8 escenas por nivel y en 20 escenas sin movimiento.
| Desplazamiento | Nodos detectados | Error medio | Escenas con alerta |
|---|---|---|---|
| 0,25 px (2,5 m) | 5 % | 0,18 px | 38 % |
| 0,5 px (5 m) | 71 % | 0,12 px | 100 % |
| 1 px (10 m) | 100 % | 0,12 px | 100 % |
| 2 px (20 m) | 100 % | 0,13 px | 100 % |
| 4 px (40 m) | 100 % | 0,13 px | 100 % |
Sin movimiento, ninguna de las 20 escenas produjo una falsa alerta. Con datos reales el ruido es mayor que en las escenas sintéticas (hasta 2 m frente a 0,8 m), por lo que cada reporte informa el desplazamiento mínimo distinguible de su comparación: entre 3,0 y 7,2 m en esta serie.
Alcance
Alcance y consideraciones de uso.
Una herramienta de apoyo a la decisión debe declarar con claridad qué mide y en qué condiciones debe usarse.
✓ Qué entrega
- Desplazamiento aparente del terreno por nodo, con su valor p.
- Alertas por consenso con magnitud, rumbo, superficie y coordenadas.
- Reportes con las pasadas utilizadas, los parámetros y la atribución de los datos.
- Resultados reproducibles con un solo comando.
! Consideraciones de uso
- Es una prueba de concepto, no un producto operativo.
- No sustituye el monitoreo geotécnico ni los protocolos de seguridad de la faena.
- Con 10 m de resolución y una revisita de 12 días, mide desplazamientos de metros, no de milímetros ni de centímetros.
- Una alerta no identifica la causa del movimiento y requiere verificación independiente.
- La operación minera genera movimiento propio; las alertas se leen contra la línea base de cada zona.
Líneas de desarrollo
Hacia una herramienta operativa.
Áreas de interés
Restringir los nodos y las alertas a taludes, botaderos y depósitos de relaves, y excluir las zonas de operación activa.
Interferometría (InSAR)
Incorporar la fase de la señal para medir desplazamientos de escala milimétrica a centimétrica.
Validación en terreno
Contrastar los desplazamientos con mediciones de la faena, como GNSS, prismas o radar terrestre.
Operación continua
Ejecutar el análisis con cada nueva pasada y notificar las alertas a las personas responsables.
Reproducibilidad
Resultados que se pueden repetir.
El proyecto usa datos abiertos y no requiere cuentas ni claves. Cada reporte guarda las pasadas utilizadas, los parámetros del método y la atribución de los datos.
- 0
- cuentas o claves necesarias
- 1
- comando para repetir un resultado
- 77
- pruebas automáticas, sin conexión
- =
- resultado idéntico en una instalación limpia
# instalación
python -m pip install -e ".[dev]"
# seguimiento por nodos entre dos fechas de la misma pista
python -m s1change track --bbox=-68.93,-22.33,-68.87,-22.27 \
--before 2023-10-04 --after 2023-10-16 --out salida
# línea base: pasadas consecutivas de la pista 149
python -m s1change monitor --bbox=-68.93,-22.33,-68.87,-22.27 \
--start 2023-09-01 --end 2023-12-31 --orbit 149 --direction ascending --out monitoreo