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Inversión conjunta de sondeos galvánicos y electromagnéticos transitorios en la presencia de Polarización Inducida
Joint Inversion of galvanic and transient electromagnetic soundings in presence of Induced Polarization
SALVADOR GARCIA FISCAL
Carlos Francisco Flores Luna
Acceso Abierto
Atribución
Método de Polarización Inducida, Modelo Cole-Cole, Resolución, Inversión Conjunta
Induced Polarization Method, Cole-Cole model, Resolution, Joint Inversion
El método de Polarización Inducida (PI) es una herramienta valiosa en la exploración de recursos naturales y estudios ambientales. En años recientes, la constante de tiempo de la expresión Cole-Cole se ha relacionado con la conductividad hidráulica y otros parámetros hidrológicos. Sin embargo, la constante de tiempo es generalmente el peor resuelto de los cuatro parámetros Cole-Cole. En el presente trabajo, se intentó solucionar este problema mediante la inversión conjunta de tres tipos de datos geofísicos: datos de PI Espectral (SIP), datos de PI en el dominio del tiempo o PI transitorio (TIP), y datos de Sondeos Electromagnéticos Transitorios con arreglo de espira interior (TEM). Primero, se calcularon las sensibilidades y resoluciones de los parámetros mediante una Descomposición de Valores Singulares (SVD) de la matriz de sensibilidad para una serie de modelos homogéneos y de dos capas. En general, los datos de SIP tuvieron las mejores resoluciones, seguido de los datos TIP y TEM. Cuando el medio polarizable está enterrado bajo una capa sin PI, las incertidumbres del método TEM se incrementaron notablemente. Posteriormente se realizaron inversiones conjuntas de datos sintéticos producidos por modelos similares a los utilizados en el cálculo de incertidumbres utilizando un algoritmo SVD. La inversión conjunta mostró mejores resultados para la constante de tiempo en el 60% de los casos en comparación con las inversiones individuales. No obstante, aunque la inversión conjunta fue mejor que la inversión individual, ésta no fue tan buena como se esperaba. Dichos resultados ponen en evidencia el mal condicionamiento del problema inverso.
The Induced Polarization (IP) method is recognized as a valuable geophysical tool for resource exploration and environmental studies. In recent years, the time constant of the Cole-Cole expression has been related to the hydraulic conductivity and other hydrologic parameters. Nevertheless, the time constant is generally the least well resolved of the four Cole-Cole parameters. In this work, we tried to solve this problem by performing the joint inversion of three geophysical data types: Spectral IP (SIP) data, time-domain or Transient IP (TIP) data, and the in-loop Transient Electromagnetic (TEM) sounding data. First, the sensitivities and parameter uncertainties were calculated by a Singular Value Decomposition (SVD) of the sensitivity matrix for a series of homogeneous and two-layered models. In general, the SIP data give the best parameter resolutions, followed by the TIP and TEM data. When the polarizable medium is buried under a non-polarizable layer, the uncertainties of the TEM method increase notably. Then we performed joint inversions of synthetic data for similar models as those employed in the resolution study using an SVD algorithm. The joint inversion showed better results solving the time constant in 60% of the cases compared with individual inversions. Although joint inversion was better than the individual inversion, it was not as superior as we expect. These results showed the ill-posedness of the inverse problem.
CICESE
2019
Tesis de doctorado
Español
García Fiscal, S. 2019. Inversión conjunta de sondeos galvánicos y electromagnéticos transitorios en la presencia de Polarización Inducida. Tesis de Doctorado en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 66 pp.
GEOFÍSICA DE LA MASA SÓLIDA TERRESTRE
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