Prospección electromagnética por fuentes controladas

Abstract

Los métodos geofísicos de prospección están orientados al estudio del subsuelo terrestre y se caracterizan por determinar de forma indirecta diversas propiedades del mismo, tales como la densidad, la porosidad, la conductividad eléctrica, entre muchas otras. En particular, la prospección electromagnética se encarga de estudiar la estructura del subsuelo de una determinada región a partir de la medición de los campos electromagnéticos en superficie, quienes dan información sobre cómo son las distribuciones de conductividad eléctrica en el interior terrestre. El método de prospección electromagnética por fuentes controladas se caracteriza por el empleo de una fuente artificial, como un dipolo eléctrico o magnético, para obtener la respuesta electromagnética del subsuelo, en términos del campo eléctrico y el campo magnético generado por las corrientes inducidas por la fuente. El método posee grandes ventajas, principalmente la menor sensibilidad al ruido y la posibilidad de elegir con qué frecuencias trabajar. Para frecuencias altas (o correspondientemente períodos bajos), las señales de la Magnetotelúrica tienen poca energía, generando que el ruido sea alto. Por esto, se recurre a las fuentes controladas. En general se miden dos o tres componentes del campo magnético y dos componentes (horizontales) del campo eléctrico. Si bien la técnica ha tenido un mayor vuelo en la exploración marina, el método CSEM puede usarse tanto en la tierra como en el mar. La metodología de trabajo requiere la resolución de dos tipos de problema: el directo y el inverso. El problema directo, en el que está centrado el presente trabajo, involucra el cálculo de los campos electromagnéticos asociados a una geometría y una distribución de conductividades planteadas a priori. El problema inverso busca ajustar los valores de los campos provenientes de resolver el problema directo con los datos observados, tanto en superficie como en profundidad. Ambas etapas requieren de herramientas computacionales sofisticadas, de manera que se puedan estudiar escenarios geológicos complejos. En nuestro caso, se empleará una formulación matemática basada en el método de elementos finitos y técnicas iterativas de descomposición de dominio. Los algoritmos están diseñados para trabajar en computadoras paralelas, lo que disminuye enormemente los tiempos de cálculo. La Tesis consistirá en la resolución de las ecuaciones que responden al comportamiento de los campos electromagnéticos generados por fuentes artificiales y bajo una configuración determinada de conductividades en el subsuelo, seguido de un análisis de la respuestas de los campos así como el comportamiento de los algoritmos.