Een van de ergste milieurampen in Brazilië - een instorting van een dam waarbij ook meer dan 200 mensen omkwamen - had kunnen worden voorzien met de nieuwste satelliet-radarbeeldvormingstechniek, volgens een nieuwe studie van de Universiteit van Nottingham en Durham University.

De spraakmakende catastrofe vond plaats op 25 januari 2019 bij een residudam in de buurt van de ijzerertsmijn Córrego doFeijão, dicht bij de stad Brumadinho, in de staat Minas Gerais, zuidoosten van Brazilië.

Toen de dam instortte, het veroorzaakte een stortvloed van slib om het omringende land te bedekken; levens nemen, het vernietigen van huizen en middelen van bestaan ​​en het vervuilen van rivieren met giftig materiaal.

Eigendom van Vale, Brazilië's grootste mijnbouwbedrijf, de residudam werd meer dan 40 jaar gebruikt om afval van de mijn vast te houden. Hoewel het niet ongebruikelijk is dat dergelijke dammen bewegen naarmate er meer materiaal wordt toegevoegd en het verdicht en verschuift, versnelde beweging zou niet moeten gebeuren; het is een voorbode dat er een storing zal optreden. Brumadinho was de tweede mijndam van Vale die de afgelopen jaren instortte en een van de vele algemeen gerapporteerde mislukkingen wereldwijd.

Er zijn groeiende zorgen over de stabiliteit van dit specifieke type dam en een aanzienlijk aantal heeft behoefte aan verbeterde monitoring, zegt hoofdauteur assistent-professor Stephen Grebby van het Nottingham Geospatial Institute van de universiteit.

Dr. Grebby, een expert in het in kaart brengen van het aardoppervlak vanuit de ruimte, zei:"De meeste mijnbouwbedrijven vertrouwen momenteel op sensoren op de grond om de stabiliteit van dammen te bewaken. deze bieden doorgaans een onvoldoende dekking van metingen over de hele dam, waardoor het moeilijk kan zijn om beweging of andere tekenen van angst te detecteren."

Het toepassen van InSAR (satelliet radarbeeldvorming) om te controleren op kleine grondbewegingen in en rond dammen is niet de huidige standaardpraktijk en dit zou Dr. Grebby graag zien veranderen.

Hij werkte samen met Durham University en het spin-outbedrijf Terra Motion Ltd van de University of Nottingham aan de studie om vast te stellen of een storing bij Brumadinho te voorzien was.

Ze gebruikten een geavanceerde InSAR-techniek genaamd Intermittent Small Baseline Subset (ISBAS), ontwikkeld door de Universiteit van Nottingham en Terra Motion, die kan helpen bij het overwinnen van de beperkingen bij het gebruik van enkele van de meer conventionele InSAR-technieken op begroeid terrein. Een ander voordeel van deze technologie, via sensoren op de grond, is dat het van bovenaf naar beneden kijkt en een completer beeld geeft van grondbewegingen met een nauwkeurigheid tot op de millimeter.

Dr. Grebby voegt toe:"Onze ISBAS InSAR-resultaten lieten zien dat verschillende delen van de dam met verschillende snelheden bewogen en sommige daarvan werden plotseling versneld tijdens de twee maanden voorafgaand aan de ineenstorting. Ondanks dat de dam door het mijnbouwbedrijf werd gecontroleerd met behulp van standaard technieken zonder duidelijke waarschuwing, onze analyses van de voorloperbeweging geven aan dat de timing van de ineenstorting te voorzien was.

"Als het routinematig wordt gecontroleerd, met behulp van de ISBAS InSAR-techniek, de faaldatum had kunnen worden voorspeld binnen een week nadat het gebeurde. Cruciaal, deze voorspelling zou ongeveer 40 dagen voor de ineenstorting mogelijk zijn geweest, waardoor er tijd was voor een waarschuwing dat de dam onstabiel werd. Dit had kunnen leiden tot meer diepgaande monitoring of andere mitigerende maatregelen om het verlies aan mensenlevens en milieurampen te voorkomen die zich tragisch voltrokken."

De volledige bevindingen zijn zojuist gepubliceerd in het artikel "Geavanceerde analyse van satellietgegevens onthult grondvervormingsvoorlopers van de instorting van de Brumadinho Tailings Dam" in het tijdschrift Nature Communicatie Aarde &Milieu .

Professor David Toll, Co-directeur van het Institute for Hazard, Risico en veerkracht aan de Universiteit van Durham, zei:"Het identificeren van een versnelling van grondbewegingen tijdens een periode van bevochtiging, vlak voor de mislukking, geholpen om het verwachte faalmechanisme te bevestigen. De ineenstorting van de residudam kan worden verklaard door verminderde zuigkracht in de residu's, wat bijdraagt ​​aan interne spanningen die statische vloeibaarmaking in de brosse materialen kunnen veroorzaken."

Professor Jon Gluyas, Executive Director van Durham Energy Institute aan de Durham University zei:"Het nieuwe gebruik van InSAR-satellietgegevens om de stabiliteit van dammen te bewaken, is een echte doorbraak, omdat het betekent dat u de grond in en rond de dam niet hoeft te instrumenteren om deze te bewaken. Monitoring is dus niet langer alleen in handen van de werkmaatschappij."

Dr. Andrew Sowter, CTO van Terra Motion Limited en uitvinder van de ISBAS geavanceerde InSAR-techniek zei:"Dit werk zou niet mogelijk zijn geweest zonder de beschikbaarheid van gratis satellietgegevens van de Sentinel-1-missie, die een wereldwijd bereik heeft en in de nabije toekomst duurzaam is. Samen met de innovatieve aanpak die in dit document wordt beschreven en onze unieke InSAR-producten, dit betekent dat een goedkoop operationeel monitoringsysteem voor residuen op afstand binnen handbereik is op lokaal, regionale en zelfs nationale schaal overal ter wereld."

De onderzoekers zijn nu op zoek naar de ontwikkeling van de technologie als software die aan de mijnindustrie kan worden aangeboden, die uitkijkt naar een betrouwbare, systeem voor vroegtijdige waarschuwing om het risico van dreigende instorting bij residudammen te voorspellen. In combinatie met sensoren op de grond, Dr. Grebby ziet geavanceerde InSAR-technieken als een waardevolle aanvulling op de monitoringtoolbox om mensenlevens te evacueren en te beschermen.