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Dirección Técnica de Geoamenazas
Grupo Investigaciones Geodésicas Espaciales
IMPLEMENTACIÓN RED NACIONAL DE ESTACIONES
GEODÉSICAS SATELITALES CON PROPÓSITOS
GEODINÁMICOS
Resumen Ejecutivo
Bogotá, Noviembre 2016
IMPLEMENTACIÓN RED NACIONAL DE ESTACIONES
GEODÉSICAS SATELITALES CON PROPÓSITOS
GEODINÁMICOS - GeoRED
Código BPIN 004300220000
1. ANTECEDENTES Y JUSTIFICACIÓN
A raíz de la erupción del Volcán Nevado del Ruiz, el Gobierno Nacional expidió el
Decreto 3815 de Diciembre 26 de 1985, mediante el cual se le asignaron funciones al
entonces Instituto Nacional de Investigaciones Geológico- Mineras, en su artículo
Primero: a) El estudio y prevención de toda clase de riesgos geológicos, lo cual
adelantará mediante la aplicación de técnicas vulcanológicas, tectónicas, geofísicas,
geomorfológicas, sismológicas y geodésicas; b) Los estudios relacionados con los
aspectos de geología marina de los Océanos Atlántico y Pacífico tanto a nivel del litoral
como del mar territorial y zona económica exclusiva, para lo cual utilizará técnicas
geológicas, geofísicas y geoquímicas. Desde entonces, se inició en la entidad la
geodesia aplicada, inicialmente para el estudio de deformación de la corteza terrestre,
y luego para análisis de fallas y movimientos en masa.
Colombia comenzó a incursionar en aplicaciones geodésicas espaciales a través del
proyecto internacional CASA (Central And South America) GPS Project, (1988-1998),
patrocinado por National Science Foundation-NSF, NASA y UNAVCO de Estados Unidos,
contando con la participación de científicos y entidades de cinco países: Costa Rica,
Panamá, Venezuela, Colombia y Ecuador (Mora et al, 2002). En dicho proyecto se
participó en la coordinación y toma de información de campo, así como en el
procesamiento de la información, contando con la asesoría de expertos
internacionales. Los datos fueron tomados simultáneamente en los años 1998, 1991 (a
excepción de Venezuela), 1994 y 1996, en la mayoría de las mismas estaciones; entre
1994 y 1996 se inició un proceso de densificación de estaciones en Colombia y Ecuador,
además de una campaña en 1990 en este último país. En 1998 se efectuaron
ocupaciones en algunas estaciones en Colombia, Ecuador y Venezuela.
A partir de 1999, el entonces INGEOMINAS, con el propósito de dar continuidad a esta
iniciativa, inició un trabajo sistemático de construcción de estaciones de campo y toma
de datos bajo la modalidad de campañas, que abarcó también las zonas volcánicas del
Nevado del Ruiz, Cerro Machín y Galeras. Bajo este nuevo esquema, se realizaron
campañas de GPS en los años 1999, 2001, 2003 y 2004, 2005 y 2006; se destacan las
campañas de 1999 y 2004 como parte de las actividades de asistencia técnica con
posterioridad a la ocurrencia de los sismos de Armenia y Pizarro respectivamente,
mientras que la campaña del 2003 estuvo orientada a suministrar información para el
Estudio “Microzonificación Sísmica de la ciudad de Santiago de Cali.
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En el año 2006, se presentó a consideración del Gobierno Nacional la iniciativa “Red
Nacional de Estaciones Geodésicas Satelitales GPS con Propósitos Geodinámicos”
(Mora, 2006). El proyecto se inició en Enero de 2007, en el que se consideraron todas
las fases de un proyecto de esta naturaleza: diseño de red, adquisición de instrumental
apropiado, exploración y selección de sitios, construcción de infraestructura física,
instalación y puesta en operación de la red activa (estaciones permanentes), instalación
y toma de datos en estaciones de la red pasiva (estaciones de campo), acopio de datos,
procesamiento de los datos, análisis e interpretación, generación de un sistema de
información y difusión.
En el año 2007, el entonces INGEOMINAS inició la ejecución del proyecto mencionado,
más conocido como GeoRED, proyecto de investigación, innovación y desarrollo
tecnológico orientado a determinar el estado de deformación de la corteza terrestre
basado en técnicas geodésicas espaciales.
El artículo 3º. del Decreto Ley 4131 de 2011, mediante el cual se cambió la naturaleza
jurídica del entonces Instituto Colombiano de Geología y Minería INGEOMINAS de
establecimiento público a Instituto Científico y Técnico, con personería jurídica,
autonomía administrativa, técnica, financiera y patrimonio independiente, señala que
el SGC tiene como objeto, la realización de actividades de investigación científica básica
y aplicada del potencial de recursos del subsuelo; seguimiento y monitoreo de
amenazas de origen geológico, y administrar la información del subsuelo, entre otras.
En cumplimiento de dicho objeto, el SGC debe ejecutar entre otras las siguientes
funciones: "Generar e integrar conocimientos y levantar, compilar, validar, almacenar y
suministrar, en forma automatizada y estandarizada, información sobre geología,
recursos del subsuelo y amenazas geológicas, de conformidad con las políticas del
Gobierno Nacional.
A su vez, con el fin de ejecutar dicha función, el SGC a través del artículo 9 numeral 11
Decreto 2703 de 2013 asignó a la Dirección Técnica de Geoamenazas la función de
“Diseñar, instalar, mantener, operar y actualizar la Red Sismológica Nacional de
Colombia, la Red Nacional de Acelerógrafos, las Redes de los Observatorios
Vulcanológicos y la Red de Estaciones Geodésicas”.
La Ley 1753 de 2015 expide el Plan Nacional de Desarrollo 2014-2018 “Todos por un
nuevo país”. En el Tomo 2 del documento del plan, Título X: Crecimiento verde se
plantean tres objetivos a mediano plazo, entre ellos el No. 3, que dice “lograr un
crecimiento resiliente y reducir la vulnerabilidad frente a los riesgos de desastres y al
cambio climático”. Para ello se establecen unos Objetivos, estrategias y metas;
asociado al Objetivo 3 señalado anteriormente, se establece la actividad “Fortalecer los
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procesos de la gestión del riesgo: conocimiento, reducción y manejo”. Dentro de esta
actividad se hace énfasis en el Conocimiento del riesgo de desastre, señalándose que
“con el fin de avanzar en el conocimiento del riesgo, se continuará con el
fortalecimiento de los institutos que soportan la investigación, seguimiento y
monitoreo de las amenazas de origen geológico, hidrometeorológico y marino, a partir
de 1) incrementar la capacidad del SGC, para monitorear las amenazas sísmica y
volcánica, a través del fortalecimiento de la Red Sismológica Nacional de Colombia
(RSNC), la Red Nacional de Acelerógrafos (RNAC), los Observatorios Vulcanológicos y la
Red Nacional de Estaciones Geodésicas Satelitales GPS con propósitos geodinámicos
(GeoRED); 2)…………) ”
El Grupo de Investigaciones Geodésicas Espaciales es parte integrante de la Dirección
de Geoamenazas, y ejecuta el proyecto de investigación e innovación tecnológica
denominado Red Nacional de Estaciones Geodésicas Espaciales GNSS con propósitos
geodinámicos, más conocido como GeoRED, el cual es una aplicación específica de
geodesia espacial con diversos propósitos tales como estudiar la geodinámica de la
corteza en el territorio colombiano, entender la interacción de las placas tectónicas que
convergen en la esquina noroccidental de Suramérica, establecer la cinemática a lo
largo de fallas activas, realizar estudios y análisis de fenómenos de subsidencia,
diapirismo entre otros, pero que es al mismo tiempo, piedra angular para el desarrollo
de otras investigaciones relacionadas con la Tierra Atmosférica y la Tierra líquida.
En el Plan Estratégico Decenal del SGC, para el período 2013-2023, se indicó el papel
esencial de la geodesia espacial en la entidad en el cumplimiento de su misión
institucional, con líneas de trabajo definidas a 10 años.
Por su parte, el Decreto 2442 de 2006 mediante el cual se crea la Comisión Colombiana
del Espacio, considera que la utilización pacífica de las tecnologías espaciales constituye
un factor importante para el desarrollo económico, social y cultural de los pueblos, por
su contribución a la solución de problemas y a la satisfacción de necesidades en
numerosos campos, tales como la educación, la salud, la preservación de la paz y la
seguridad ciudadana, la vigilancia ambiental, la gestión de los recursos naturales, la
prevención y atención de desastres, el monitoreo de los usos del suelo, las previsiones
meteorológicas, el estudio de los cambios climáticos, el transporte terrestre, la
navegación marítima, fluvial y aérea, y las telecomunicaciones. Así mismo, que la
aplicación de las tecnologías espaciales contribuye a aumentar la productividad, la
eficiencia y la competitividad en la agricultura, la industria, el comercio, el sector de los
servicios y otros sectores, incluyendo las entidades del Gobierno.
Cuando se trata de estudiar la dinámica de la corteza terrestre, la primera tarea de un
proyecto de geodesia espacial GNSS es el despliegue de una red con buena cobertura
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espacial y temporal, que permita la obtención de datos de alta calidad y precisión, que
permita la estimación confiable de las velocidades relativas no solo de las placas
tectónicas que convergen en la esquina noroccidental de Suramérica sino también los
movimientos de sub-bloques geológicos en la zona continental del país y a lo largo de
fallas que se consideren como activas, razón por la cual se instalan estaciones
permanentes así como estaciones de campo; por tanto, es un análisis de la tectónica
activa actual, de lo que está ocurriendo en la actualidad, importante en términos de la
doctrina geológica del uniformitarismo bajo la condición que “el presente es la clave
del pasado”, lo cual significa que los procesos geológicos actuales, ocurriendo a las
mismas tasas observadas hoy en día y de la misma manera, son responsables de todas
las características geológicas de la tierra, aspecto fundamental para entender la
evolución geológica del territorio colombiano.
Así, una red geodésica espacial permite realizar la validación tectónica de modelos
geológicos y estructurales, y mediante la integración de información multidisciplinaria,
conocer no solo el estado de deformación sino el campo de esfuerzos regional actual,
así como proporcionar información básica para otros estudios aplicados a la geología
económica a partir del conocimiento de los ambientes geológicos. Además, dado el
aumento creciente del espectro de aplicaciones de la tecnología GNSS en diversas
ramas de las geociencias, la red permite orientar diversas acciones al “estudio integral
de las sinergias naturales y humanas en la interfase Geosfera-Biosfera-Atmósfera”, lo
que le da un valor agregado adicional por su potencial contribución a proyectos de
importancia e impacto global.
Contar con una red de adecuado resolución espacial y temporal implica la instalación
de estaciones permanentes GNSS de operación continua a lo largo y ancho del país,
que permita obtener datos para poder estudiar diferentes tipos de fenómenos. Esto
requiere por tanto la selección de sitios apropiados, siguiendo los lineamientos
establecidos en el proyecto GeoRED, en especial criterios de orden geológico y
geodésico, que garanticen que los datos obtenidos sean coherentes con la tectónica
imperante en la zona correspondiente en virtud de la calidad de los datos. Por ello, es
necesario contar con el apoyo de instituciones, tanto de orden gubernamental como
privado, así como universidades y centros de investigación, que permitan la instalación
de los mismos y cuenten con condiciones de seguridad favorables para la preservación
de los equipos.
En las Bases del Plan Nacional de Desarrollo 2014-2018 “Todos por un nuevo país: Paz, Equidad,
Educación”, el proyecto está inmerso en lo concerniente a Estrategias transversales, con énfasis
en Información confiable y acorde con las necesidades del país. Es importante señalar sin
embargo, que los productos del proyecto de todos modos aportan información valiosa a ser
tenida en cuenta en varios tipos de intervención que han sido considerados dentro de la
propuesta del PND.
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2. OBJETIVO DEL PROYECTO
El objetivo principal del proyecto es “Mejorar la capacidad técnica, científica y operativa en
Colombia para el análisis, interpretación y toma de decisiones de fenómenos asociados al
estado de deformación de la corteza terrestre en el territorio colombiano, empleando
tecnología satelital GPS/GNSS”.
La Red Nacional de Estaciones Geodésicas Espaciales GNSS, con sus dos componentes, red
activa de estaciones permanentes de operación continua, y red pasiva de estaciones de campo
de ocupación episódica bajo la modalidad de campañas específicas, suministran datos e
información asociada a la dinámica del territorio colombiano, en especial en lo concerniente a
la deformación de la corteza terrestre, tanto interplaca como intraplaca, como resultado de la
tectónica imperante en la esquina noroccidental de Suramérica, y su asociación con la
ocurrencia de diversos fenómenos, algunos de ellos potencialmente desastrosos para la vida,
bienes e infraestructura en el país.
3. DESCRIPCIÓN
GeoRED es un proyecto de investigación orientado al estudio de la dinámica terrestre
empleando métodos, técnicas e instrumental asociados a la geodesia espacial GNSS, con
énfasis en la deformación de la corteza y su relación con la ocurrencia de fenómenos naturales
tales como sismos, volcanes, movimientos en masa, diapirismo de lodo, entre otros.
El término GNSS, (Global Navigation Satellite System) es el nombre genérico que se ha dado a
la constelación de satélites que proveen señales con datos de posicionamiento y tiempo. Los
sistemas operacionales que constituyen en la actualidad el concepto de GNSS son NAVSTAR
GPS de Estados Unidos y GLONASS de Rusia; en proceso de implementación están los sistemas
GALILEO de la Comunidad Europea, BEIDOU de la República Popular China; QZSS (Quazi-Zenith
Satellite System) de Japón y el IRNSS (Indian Regional Navigation Satellite System) de la India.
Para el año 2016, con recursos de PGN, se realizarán acciones en actividades, así:
-
Adquisición de instrumental geodésico espacial GNSS y complementario para adelantar
estudios de dinámica terrestre en Colombia
Instalar estaciones geodésicas satelitales GPS/GNSS de la red activa con propósitos
geodinámicos
Instalar estaciones GPS/GNSS bajo la modalidad de campañas de campo de la red pasiva
Instalar componente de transmisión y recepción de datos
Procesar, analizar e interpretar información geodésica y temática complementaria asociada
a la dinámica terrestre
Administrar información geodésica espacial GNSS mediante protocolo de distribución de
datos
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De esta forma, se tiene planteada la adquisición de instrumental geodésico y complementario,
igualmente, dado que en la vigencia pasada se realizó la adquisición de Sistema Satelital de
transmisión de datos en tiempo casi real utilizando la Banda Ka es necesario la contratación de
los planes de datos para iniciar con la implementación de este sistema de comunicación. Así
como la adquisición de imágenes de satélite con el objeto de continuar con el avance en
ampliar el conocimiento de la dinámica terrestre empleando la geodesia de imágenes.
4. ESQUEMA FINANCIERO
El proyecto ha desarrollado sus actividades a partir de las siguientes asignaciones
presupuestales, cuya información histórica de apropiación por el Presupuesto General de la
Nación se muestra en la siguiente tabla así como el avance de ejecución en la vigencia actual
con corte al mes de octubre:
5. LOGROS Y METAS
Para la vigencia 2016 se estipularon las siguientes metas de acuerdo a cada objetivo específico
y productos asociados, en el siguiente cuadro se muestra el avance con corte a 31 de octubre,
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Es preciso indicar que se cuenta a la fecha con una red compuesta por 97 estaciones
permanentes de operación continua en el territorio colombiano, incluídas las estaciones
recibidas e instaladas de instituciones internacionales por el convenio suscrito con NASA de
operación de estaciones permanentes bajo la red global, así como de UNAVCO del proyecto
COCONet, y nacionales como la Universidad Nacional, Cenicaña.
Las estaciones permanentes de operación continua son a su vez estaciones de referencia para
el monitoreo de deformación volcánica desde los tres observatorios vulcanológicos de
Manizales, Popayán y Pasto, empleando igualmente técnicas geodésicas espaciales GNSS.
Para la instalación de estas estaciones se ha contado con el valioso aporte de instituciones
gubernamentales y privadas. Se destaca la valiosa colaboración de entidades tales como La
Unidad Administrativa Especial Aeronáutica Civil, Armada Nacional, Dirección General Marítima
- DIMAR, Fuerza Aérea Colombiana, INVEMAR, Universidad Nacional, Área Metropolitana del
Valle de Aburrá, Empresa Hidroeléctrica de Urrá, Empresas Públicas de Medellín, Municipio de
Guicán Gobernación de Boyacá, Municipio de Puerto Inírida (Guainía), INFICALDAS
Gobernación de Caldas, Observatorio Astronómico Nacional, Parques Nacionales Naturales,
Empresa de Acueducto y Alcantarillado de Bogotá, Observatorio Astronómico Muisca de Villa
de Leyva, Museo Arqueológico Muisca de la Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia
entre otras entidades del Estado, tanto a nivel departamental como municipal. Igualmente se
ha contado con el valioso concurso de entidades privadas tales como el Centro Internacional de
Agricultura Tropical-CIAT en Palmira, Empresa de Energía Eléctrica del Pacífico-EPSA, Cerrejon
S.A., ARGOS, Salinas de Galerazamba, Cerrejon S.A., PROACTIVA Aguas de Tunja S.A. E.S.P.,
HOCOl S.A., y entidades del sector azucarero (Cenicaña e Ingenio Risaralda)
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Internacionalmente se ha contado con la colaboración internacional de NASA, UNAVCO, NSFNational Science Foundation, Universidades de Carolina del Sur, Colorado, Boston y
Pensilvania, University Consortium for Atmospheric Research, de Estados Unidos; IGSInternational GNSS for Geodynamics, Autoridad del Canal de Panamá, Instituto Geofísico del
Perú, Fundación Venezolana de Investigaciones Sismológicas, Escuela Politécnica de Quito y
Universidad del Interior de Beira de Portugal.
Por su parte, la red pasiva está compuesta por 384 estaciones distribuidas en el territorio
colombiano, las cuales permiten además de apoyar el estudio de la deformación tectónica de la
corteza terrestre, aportar al estudio de fenómenos regionales y locales.
Los resultados del proyecto han sido objeto de presentaciones en escenarios y eventos del
orden internacional y nacional, generando comentarios altamente favorables respecto a la red
en sí, el papel del Servicio Geológico Colombiano y el esfuerzo del estado Colombiano, que
permite afirmar que es una de las mejores redes existentes en Latinoamérica.
Geodesia de imágenes
El proyecto GeoRED ha instalado las herramientas ISCE, Sentinel-1 Toolbox (S1TBX), SNAPHU,
GIANT las cuales soportan imágenes de las siguientes misiones ESA SAR: Sentinel-1, ERS-1 y 2 y
Envisat, así como parte de datos SAR de ALOS PALSAR, TerraSAR-X, COSMO-SkyMed y Radarsat2. Se han creado interferogramas de las zonas de la Ciudad de Bogotá, orientados al estudio de
la subsidencia en la Sabana de Bogotá, y del Nevado del Ruiz de imágenes de fechas diferentes
que poseen buena coherencia y permite ver zonas principales de deformación. Algunas
imágenes de TERRASAR-X han sido aportadas por IDIGER de Bogotá y otras han sido adquiridas,
y las imágenes SENTINEL son obtenidas directamente desde la Agencia Espacial Europea.
6. RESTRICCIONES Y LIMITACIONES
Las principales restricciones asociadas al proyecto vivenciadas en su desarrollo son de orden
exógeno, porque la instalación de las estaciones depende de la obtención de permisos para su
instalación. Así mismo, otros factores tales como vandalismo, tormentas, descargas
atmosféricas, juegan un papel importante en la sostenibilidad de las estaciones y su operación.
Así como la disminución presupuestal para la actual vigencia.
7. MARCO LÓGICO
No se adjunta Matriz de marco lógico debido a que el proyecto fue formulado en el año 2006, y
las condiciones actuales para establecer las variables en esta metodología son completamente
diferentes a cuando se concibió el mismo.
8. CONTACTOS DEL PROYECTO
Servicio Geológico Colombiano
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Dirección de Amenazas Geológicas
Proyecto GeoRED http://geored.sgc.gov.co
Diagonal 53 # 34-53, Bogotá
Héctor Mora Páez
E-mail: [email protected]
Tel. 2200052
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