Estudios sísmicos y electrosismoeléctricos de medios acústicos y poroelásticos acoplados

Abstract

En el marco del plan de Doctorado en Geofísica se desarrollaron tres trabajos. El primero de ellos se titula "F. Bucher, F. Zyserman, L. Monachesi, G. Castromán. Modelado Numérico de Propagación de Ondas Sísmicas en Medios Poroelásticos Acoplados con Acústicos. Mecánica Computacional, Acoustics and Vibrations. Vol. 39-6, pp 137-146, 2022". En este estudio, se implementó un código de elementos finitos para simular la propagación de ondas sísmicas en un medio poroelástico acoplado con uno acústico, en un espacio unidimensional. Una característica a destacar de esta herramienta numérica es la posibilidad que brinda para diseñar modelos en donde medios acústicos y poroelásticos puedan tener geometrías heterogéneas.En el segundo artículo, publicado bajo el título "F. Bucher, L. Monachesi, G. Castromán, F. Zyserman. Seismoelectric response of 2D elastic/poroelastic media: A phenomenological approach. Geophysical Journal International. Vol. 236-1, pp 62-77, 2024", se presenta un modelo fenomenológico para describir la respuesta sismoeléctrica de una interfase que separa un medio elástico de otro poroso saturado. En resumen, se demuestra que las conversiones sismoeléctricas generadas por el arribo de una onda sísmica a la interfase (como la Respuesta de Interfase y las Ondas Evanescentes) pueden modelarse como la superposición de los campos generados por dipolos eléctricos cuasiestáticos, orientados según el ángulo de incidencia en cada punto de la interfase y activados con la llegada de la onda sísmica a dicha interfase. Además, el modelo se muestra robusto y adaptable, respondiendo adecuadamente a variaciones en las propiedades físicas de los medios y en la geometría de la interfase.Finalmente, en el tercer trabajo, "F. Bucher, F. Zyserman, L. Monachesi. Seismic wave propagation in coupled fluid and porous media: a finite element approach. Geophysical Prospecting. 2024", se generaliza el primer estudio del primer trabajo a medios bidimensionales. Este nuevo código, también basado en el método de elementos finitos, permite diseñar modelos con configuraciones arbitrarias de medios acústicos y poroelásticos, lo cual facilita la simulación de la propagación de ondas en entornos marinos complejos, como un fondo oceánico con topografía no horizontal, representando el agua como medio acústico y el lecho marino como medio poroso. Este software, denominado ACPE2D, también ha sido extendido al ámbito sismoeléctrico, con vistas a futuros desarrollos.