Métodos numéricos

Incluye todos aquellos procesos numéricos involucrados en el tratamiento de los datos geofísicos. Los que utiliza el ICGC son: modelización, resolución del problema inverso, integración de datos geofísicos a partir de técnicas de análisis estadístico exploratorio (clusters o lógica difusa).

Modelización

También conocido como problema directo, la modelización o simulación geofísica es un proceso numérico que permite conocer la respuesta teórica del subsuelo.

Este proceso se utiliza para:

• conocer la influencia de la estructura del subsuelo bajo el efecto de un determinado estímulo (por ejemplo, inyección de corriente eléctrico, propagación de ondas sísmicas o electromagnéticas).
• optimizar la adquisición de los datos (diseño de la campaña de campo, capacidad de resolución, gastos económicos).
• mejorar la interpretación del modelo final.
• en el proceso de la inversión, para calcular la respuesta de cada nuevo modelo de manera iterativa.

 

Esquema de un proceso de modelización 2D para la obtención de la respuesta eléctrica.

Problema inverso

Este proceso aporta una descripción del interior de la Tierra ajustando los datos medidos en superficie a un posible modelo del subsuelo terrestre.

Este proceso numérico presenta inconvenientes como:

• la no existencia.
• la no unicidad: imposibilidad de determinar una única solución para la existencia de un conjunto finito de datos, existe una amplia variedad de modelos que son compatibles con los datos medidos.
• la inestabilidad de la solución: problema mal condicionado, pequeñas variaciones en los datos pueden provocar grandes cambios en los parámetros que definen el modelo.

Para reducir estos problemas se introduce en el proceso de la inversión toda la información disponible a priori procedente de estudios geológicos y de otros métodos geofísicos.

 

Esquema de un proceso de inversión 2D, el cual utiliza la resolución del problema directo (modelización)

Integración de datos geofísicos

Es la principal línea de trabajo para reducir la incertidumbre y ambigüedad en la interpretación de los modelos geofísicos. Este proceso se puede realizar de diferentes maneras:

• De forma indirecta. Superponiendo los modelos procedentes de métodos diferentes, buscando las características en común y haciendo una interpretación conjunta de los resultados

 

Exemple d'una integració indirecta de dades geofísiques (tomografia elèctrica i sísmica de refracció)

• De forma directa a través del análisis de clusters. Es una técnica de análisis estadístico exploratorio de datos para resolver problemas de clasificación. Su objetivo consiste en ordenar variables (parámetros físicos) de manera que su grado de asociación/semejanza entre los miembros del mismo grupo sea más fuerte que el grado de asociación/semejanza entre los miembros de diferentes grupos. Dentro de esta técnica se puede optar por diferentes líneas de análisis como: fuzzy-logic, k-mean, ...

 

Esquema de un proceso de análisis interactivo de clusters (arriba) y aplicación del resultado a la descripción de la litología de la zona (abajo)