Nova ferramenta prevê o fluxo de água subterrânea em minas de carvão abandonadas

A mina de carvão Abercynon Colliery localizada em South Wales foi fechada em 1988. (Imagem da Dra. Mary Gillham Archive Project, Wikimedia Commons).

Uma nova ferramenta que usa imagens de satélites para capturar medições em escala milimétrica de mudanças na altura do terreno pode ajudar as autoridades a gerenciar a segurança pública e as questões ambientais em minas de carvão recentemente abandonadas.

A ferramenta foi desenvolvida por pesquisadores da Universidade de Nottingham e suas medições podem ser usadas para monitorar e prever os níveis de água subterrânea e mudanças nas condições geológicas abaixo da superfície da Terra em antigas áreas de mineração.

Em um artigo publicado na revista Remote Sensing of Environment, os pesquisadores explicam que quando as minas profundas são fechadas, a água subterrânea que foi previamente bombeada para a superfície para tornar a mineração segura pode subir novamente até que seja restaurada ao seu nível natural em um processo denominado rebote. Isso significa que aqueles que realizam esse processo, sejam entidades públicas ou empresas privadas, precisam de informações detalhadas sobre a taxa de recuperação para saber exatamente onde relaxar ou onde aumentar o bombeamento para controlar os níveis de água subterrânea e evitar fluxos e descargas imprevistas.

Para fornecer essas informações detalhadas, a equipe de Nottingham empregou uma técnica avançada de radar de abertura sintética interferométrica (InSAR), chamada de subconjunto de linha de base pequena intermitente (ISBAS), que usa pilhas de imagens de satélite do mesmo local tiradas a cada poucos dias ou semanas, o que o torna possível captar até mesmo as menores mudanças topográficas ao longo do tempo.

Eles testaram seu projeto nos campos de carvão de Nottinghamshire, que foram abandonados recentemente em 2015, quando a última mina profunda, Thoresby Colliery, foi fechada.

“Exclusivamente, o ISBAS InSAR pode computar medições de deformação do solo em terrenos urbanos e rurais. Isso é benéfico ao mapear antigas áreas de mineração, que muitas vezes estão localizadas em áreas rurais”, disseram os cientistas em um comunicado à mídia.

Essa densidade de medições significava que era possível desenvolver um método simples e econômico para modelar a recuperação da água subterrânea a partir das mudanças no movimento da superfície. O estudo encontrou uma ligação definitiva entre as medições de movimento do solo e o aumento dos níveis de água da mina. Frequentemente, a subsidência ou elevação da terra ocorre como resultado de mudanças nas águas subterrâneas, onde os estratos atuam um pouco como uma esponja, expandindo-se ao se encher de fluido e contraindo-se quando drenados.

Com a cobertura espacial quase completa dos dados InSAR, os pesquisadores foram capazes de preencher as lacunas de medição entre os furos para mapear a mudança nos níveis de água da mina em toda a área. O modelo leva em consideração a geologia e a profundidade do lençol freático para determinar a taxa real de rebote e ajuda a identificar onde podem ocorrer problemas associados ao rebote.

“As medições InSAR, quando combinadas com a modelagem, podem auxiliar na caracterização dos processos hidrogeológicos ocorridos em antigos locais de mineração. A técnica tem o potencial de dar uma contribuição significativa para a estratégia de abandono progressivo de campos de carvão recentemente fechados”, disse o líder do estudo, David Gee.

As descobertas do InSAR oferecem uma fonte suplementar de dados sobre as mudanças nas águas subterrâneas que aumentam as medições do poço. Isso significa que o monitoramento pode ser feito remotamente, de modo que seja menos trabalhoso para os organismos nacionais que gerenciam riscos como enchentes, poluição e solos contaminados.